Колебания, происходящие под действием внешней периодической силы, называются вынужденными.
Механические колебания
Колебания – это физические процессы, точно или приблизительно повторяющиеся через одинаковые интервалы времени (биение сердца, движение голосовых связок, приливы, отливы, землетрясения, пульсации звезд, землетрясение – колебание земной поверхности)
Без знания законов колебаний нельзя было бы создать, телевидение, радио и многие современные устройства и машины. Неучтенные колебания могут привести к разрушению сложных технических сооружений и вызвать серьезные заболевания человека. Все это делает необходимым их всестороннее изучение.
Основным признаком колебательного движения является его периодичность. Колеблющееся тело за одно колебание дважды проходит положение равновесия. Колебания характеризуются такими величинами как период, частота, амплитуда и фаза колебаний.
Механические колебания – периодически повторяющееся перемещение материальной точки, при котором она движется по какой-либо траектории поочередно в двух противоположных направлениях относительно положения устойчивого равновесия.
Колебания, происходящие под действием внутренних сил в колебательной системе, называют свободными колебаниями .
Вынужденные колебания – это колебания, происходящие под действием внешней периодически меняющейся силы.
Амплитуда – это наибольшее смещение колеблющейся величины от положения равновесия.
При малых амплитудах путь пройденный телом за одно полное колебание равен примерно четырем амплитудам.
|
|
|
Период – это время одного полного колебания, т.е. промежуток времени, в течение которого тело совершает одно полное колебание, называют периодом колебаний.
Чтобы найти период колебаний нужно разделить время колебаний на число колебаний.
[T] = 1с
Частота колебаний – это число колебаний за единицу времени.
[v] = 1 Гц (герц)
Циклическая частота – число колебаний за 2π секунды. 
[ω] = 1 рад/ с
Фаза колебаний – это физическая величина определяющая отклонение колеблющейся величины от положения равновесия в данный момент времени.
Во всех колебательных системах действуют силы, стремящиеся вернуть тело в состояние устойчивого равновесия. Существуют несколько типов маятников: нитяные и, пружинные и т.д. Под словом «маятник» понимают твердое тело способное совершать колебания под действием приложенных сил около неподвижной точки или вокруг оси.
Пружинный маятник - колебательная система в этом случае представляет собой тело, прикрепленное к пружине. Колебания в таком маятнике возникают под действием силы упругости пружины и силы тяжести.
Период колебаний пружинного маятника:
|
|
|
T- период колебаний пружинного маятника
m – масса подвешенного груза
𝑘 – жесткость пружины
Математический маятник – это материальная точка, подвешенная на длинной нерастяжимой нити.
Колебания такого маятника происходят под действием силы натяжения нити и силы тяжести. Формула для расчета периода колебаний математического маятника 
T – период колебаний математического маятника
𝑙 – длина нити маятника
𝑔 – ускорение свободного падения
Период малых колебаний маятника не зависят от времени.
Гармоническими являются колебания, происходящие под действием силы пропорциональной смещению колеблющейся точки и направленной противоположно этому смещению. Гармонические колебания – колебания, происходящие по закону косинуса или синуса. Уравнение гармонических колебаний:
x – координата колеблющейся величины
– амплитуда колебаний
ω - циклическая частота
При наличии сил трения в системе колебания затухают. Амплитуда колебаний в этом случае со временем уменьшается. Иногда возникает необходимость в гашении колебаний, к примеру колебания кузова, на рессорах при езде на автомобиле. Для гашения колебаний применяют специальные амортизаторы. С кузовом связывают поршень, который при колебаниях движется в цилиндре, заполненном жидкостью. Большое сопротивление жидкости приводит к гашению колебаний.
|
|
|
Резонанс – это явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при совпадениичастотыизменения внешней силы, действующей на систему с частотой свободных колебаний.
Колебания, происходящие под действием внешней периодической силы, называются вынужденными.
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 52; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!