Вопрос №2

Гармонические колебания возникают тогда, когда на частицу действует сила, возвращающая их обратно, т. е. к положению равновесия.

F = -kx

При гармонических колебаниях сила выражается через закон Гука:

F – квази упругая;

X - силовая постоянная.

СИЛА ВСЕГДА НАПРАВЛЕНА В СТОРОНУ, ПРОТИВОПОЛОЖНУЮ СМЕЩЕНИЮ!

Если на тело действует сила, то оно движется ускоренно, значит, при колебаниях ускорение постоянно меняется, потому что постоянно меняется сила из-за того, что постоянно меняется смещение.

F = -kx

F = ma, значит

-kx = ma, ma+kx=0.

+Kx = 0 (Разделим всё на m и получим):

- Второй закон Ньютона в дифференциальной форме для гармонических колебаний.

F = -dU/dX – определение потенциального поля.

dU = - Fdx = -(-Kx)dx

dU = kxdx

При возвращающихся колебаниях сила меняется по линейному закону. Потенциальная энергия меняется по парабаллическому закону (cos, sin).

Вопрос №3

Вопрос №4

Математический маятник – идеализированная гипотетическая система, состоящая из невесомой и нерастяжимой нити, на которой подвешена масса, сосредоточена в точке.

Физический маятник – твёрдое тело, способное совершать колебания относительно неподвижной точки не совпадающей с центром масс тела.

Период колебаний — наименьший промежуток времени, за который осциллятор совершает одно полное колебание (то есть возвращается в то же состояние, в котором он находился в первоначальный момент, выбранный произвольно).

Для волновых процессов период связан кроме того очевидным образом с длиной волны

где - скорость распространения волны (точнее - фазовая скорость).

Период колебаний пружинного маятника (груза массой m, укрепленного на пружине жесткостью k)

                     

Период колебаний математического маятника (материальной точки, подвешенной на нерастяжимой невесомой нити) равен:

                      

Амплитуда —(максимальное смещение от положения равновесия)максимальное значение смещения или изменения переменной величины от среднего значения при колебательном или волновом движении. Неотрицательная скалярная величина, размерность которой совпадает с размерностью определяемой физической величины.

Частота — физическая величина, характеристика периодического процесса, равная числу полных циклов процесса, совершённых за единицу времени.

- связь циклической частоты с частотой колебаний и периодом.

Циклическая частота в уравнениях колебаний:

- Циклическая частота колебаний математического маятника.

Циклическая частота колебаний пружинного маятника.

циклическая частота электромагнитных колебаний

Фаза колебаний — физическая величина, используемая по преимуществу для описания гармонических или близких к гармоническим^[1][2] колебаний, меняющаяся со временем (чаще всего равномерно растущая со временем), при заданной амплитуде (для затухающих колебаний - при заданной начальной амплитуде и коэффициенте затухания) определяющая состояние колебательной системы в (любой) данный момент времени.^[3] Равно применяется для описания волн, главным образом - монохроматических или близких к монохроматичности.

Фаза колебания (в электросвязи для периодического сигнала f(t) с периодом T) - это дробная часть t/T периода T, на которую t сдвинуто относительно произвольного начала координат. Началом координат обычно считается момент предыдущего перехода функции через нуль в направлении от отрицательных значений к положительным.