Механические колебания

Механические колебания
Колебания – это движение или процессы, которые точно или приблизительно повторяются через определенные интервалы времени.
По способу возбуждения и характеру физических процессов выделяют:
Свободные колебания- колебания, возникающие в системе благодаря начальному запасу энергии под действием внутренних сил.
Вынужденные колебания- колебания, совершаемые телами под действием внешних периодически изменяющихся сил.
Колебательная система – система тел, способных совершать колебательные движения.
Пример: маятник. Маятник – твердое тело, подвешенное на нити или на пружине, или закрепленное на оси, совершающее колебание под действием силы тяжести.
1

Виды маятников
I. Математический маятник- это материальная точка, подвешенная на невесомой и нерастяжимой нити, находящаяся в поле тяжести Земли.
l
2

II. Пружинный маятник- тело, подвешенное на пружине и совершающее колебания вдоль вертикальной оси под действием силы упругости пружины.
3

Основное свойство колебательных систем
Основное свойство колебательных систем – наличие положения устойчивого равновесия.
4

Х [м] - смещение
А=Хmax - амплитуда
5

Свободные колебания
Свободные колебания – это затухающие колебания.
6

Условия колебаний
при выведении тела из положения равновесия в системе должна возникнуть сила, стремящаяся вернуть его в положение равновесия.
силы трения в системе должны быть достаточно малы.
9

Гармонические колебания
Гармонические колебания – колебания, происходящие под действием силы пропорциональной смещению колеблющейся точки и направленной противоположно смещению (или периодические изменения физической величины в зависимости от времени, происходящие по закону синуса или косинуса).
10

Основные характеристики колебательного движения
1. Период - время одного полного колебания.
За период тело проходит расстояние, равное 4-м амплитудам
2. Линейная частота – число колебаний за 1 секунду. Герц.
– период и линейная частота взаимообратные величины.
Математичский маятник с короткой нитью имеет большую линейную частоту колебанилй, чем математический маятник с длинной нитью.
“Т” и дя данной колебательной системы – характерные только для данной системы величин.
3. Циклическая или круговая частота – число колебаний за 2π секунд.
4. Х [м] – смещение точки от положения равновесия в данный момент времени.
5. А=Хmax [м] – амплитуда – модуль максимального смещения тела от положения равновесия.
6. Фаза – физическая величина, описывающая состояние колебательной системы в данный момент времени.
– величина, стоящая под знаком синуса или косинуса.
11