7.Вынужденные колебания. Резонанс в механических системах.
Вынужденными называется такие колебания,в процессе кот колеблющаяся система подвергается воздействию внешней периодически изменяющейся силы(колебания моста).Период вын.кол.равен периоду действующей силы.(они незатухающие)
Резонанс–явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, которое наступает при приближении частоты внешнего воздействия к некоторым значениям (резонансным частотам), определяемым свойствами системы. Увеличение амплитуды - это лишь следствие резонанса, а причина - совпадение внешней (возбуждающей) частоты с внутренней (собственной) частотой колебательной системы. При помощи явления резонанса можно выделить и/или усилить даже весьма слабые периодические колебания. Резонанс — явление, заключающееся в том, что при некоторой частоте вынуждающей силы колебательная система оказывается особенно отзывчивой на действие этой силы. В основе работы механических резонаторов лежит преобразование кинетической энергии в потенциальную и обратно. В случае простого маятника, вся его энергия содержится в потенциальной форме, когда он неподвижен и находится в верхних точках траектории, а при прохождении нижней точки на максимальной скорости, она преобразуется в кинетическую. Потенциальная энергия пропорциональна массе маятника и высоте подъёма относительно нижней точки, кинетическая — массе и квадрату скорости в точке измерения.
8.Колебания в среде. Энергия, переносимая упругой волной
Если в каком-нибудь месте твердой, жидкой или газообразной среды возбуждены колебания частиц, то вследствие взаимодействия атомов и молекул среды колебания начинают передаваться от одной точки к другой с конечной скоростью. Процесс распространения колебаний в среде называется волной. Мех-ские волны бывают разных видов. Если в волне частицы среды испытывают смещение в направлении, перпендикулярном направлению распространения, то волна называется поперечной. Примером волны такого рода могут служить волны, бегущие по натянутому резиновому жгуту или по струне. Если смещение частиц среды происходит в направлении распространения волны, то волна называется продольной. Волны в упругом стержне или звуковые волны в газе являются примерами таких волн. Волны на поверхности жидкости имеют как поперечную, так и продольную компоненты. Как в поперечных, так и в продольных волнах переноса вещества в направлении распространения волны не происходит.Длина волны-физ.вел.,определяемая расстоянием между двумя ближайшими точками волны,совершающимиколеб.в одинаковых фазаз,она равна ню умн. На период.
9.Уравнение волны. Звуковые волны. Стоячие волны.
Уравнение
волны-выражение,
кот.даёт смещение колкбл.точки как
функцию её координат(x,y,z)
и врем.t.
.
Эта функция должна быть периодич.как
относительно времени, так и координат.
Пусть колеб.точеклеж.в плоскости х=0,
имеет вид (f0=0).
Звуковыми волнами, или просто звуком, принято называть волны, воспринимаемые человеческим ухом. Как и любая волна, звук характеризуется амплитудой и спектромчастот Диапазон звуковых частот лежит в пределах приблизительно от 20 Гц до 20 кГц. Волны с частотой < 20 Гц называются инфразвуком, а с частотой > 20 кГц – ультразвуком. Могут распространяться в любой среде. Волны звукового диапазона могут распространяться в газе, в жидкости (продольные волны) и в твердом теле (продольные и поперечные волны). Для гармонической звуковой волны длина волны λ определяется соотношением λ = νT,где ν - скорость звуковых волн в среде, а Т - период волны. Скорость ν зависит от свойств среды: она тем больше, чем больше упругость среды и чем меньше её плотность. Значение ν достигает для упругих твердых тел 5000 м/с, а для газов - сотен метров в секунду, в частности для воздуха ν = 330 м/с. Следовательно, длины звуковых волн в воздухе лежат в пределах от 16 м до 2 см и соответствуют диапазону звуковых частот от 20 Гц до 15 кГц.
Стоя́чая волна́— колебания в распределённых колебательных системах с характерным расположением чередующихся максимумов (пучностей) и минимумов (узлов) амплитуды.В отличие от бегущих волн, стоячие волны не переносят энергии, а точки колеблющейся системы (тела, среды) находятся в одинаковой фазе колебания, но с разными амплитудами. Образующиеся пучности и узлы разделены расстоянием, равным 1/2 длине волны.