0013de4b-e4a557ac

Что такое механические колебания?

Механические колебания – это движения, периодически повторяющиеся с течением времени.

Система тел, которые способны совершать колебания называется колебательными системами.

Колебательные
системы
Математический
маятник
Пружинный
маятник

Математический маятник
Система:
нить-груз-земля
Колебания совершаются
за счёт равнодействующей
силы тяжести и
силы упругости
(силы натяжения нити)

Пружинный маятник
Система:
пружина-груз-земля
Колебания совершаются
под действием
силы упругости, возникающей
в деформированной пружине

Виды колебаний
свободные
вынужденные
автоколебания

Свободные колебания – это колебания, которые возникли в системе под действием внутренних сил, после того, как система была выведена из положения устойчивого равновесия.
Условия для существования свободных колебаний:
В колебательной системе должна действовать внутренняя сила, возвращающая тело в положение равновесия
Отсутствие силы трения

Амплитуда свободных колебаний со временем уменьшается под влиянием силы трения воздуха.
Такие колебания будут затухающими.
Все свободные колебания – затухающие.
Чем больше силы сопротивления, тем быстрее колебания прекращаются.

Вынужденные колебания
– это колебания, которые происходят под действием внешней, периодически изменяющейся силы.

Автоколебаниями называются незатухающие колебания, которые могут существовать в системе без воздействия на неё внешних периодических сил

Характеристики колебаний:
Амплитуда колебаний
А или хmax(м) – максимальное смещение от положения равновесия
1
2
3
4
5

Математический маятник
L- длина нити,
g- ускорение свободного падения
Период колебаний математического маятника зависит от длины нити.
Не зависит от амплитуды колебаний и массы груза.

Пружинный маятник
m-масса груза,
k-жёсткость пружины (Н/м)
Период колебаний пружинного маятника зависит от массы груза и от жёсткости пружины

№1. Найти амплитуду, период и частоту колебаний

№2 Найти амплитуду, период и частоту колебаний

Резонанс – резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний при совпадении частоты собственных колебаний с частоты вынуждающей силы.