29.Поперечные волны.

Процесс распространения ко-

колебаний в пространстве называется волной.

Продольные волны. процессы

сжатия и разрежения распространяются в воздухе во все стороны Они и являются звуковыми волнами. При распространении

звуковой волны частицы среды

совершают колебания вдоль

направления распространения колебаний. Волны, в которых колебания происходят вдоль направления распространения волны, называют продольными волнами. Продольные волны могут возникать в газах, жидкостях и твердых телах; поперечные волны распространяются в твердых те-

телах, в которых возникают силы

упругости при деформации

сдвига или под действием сил поверхностного натяжения и силы

тяжести. Как в поперечных, так и в

продольных волнах процесс рас-

распространения: колебаний, не

сопровождается перекосом

вещества в направлении

распространения волны. В каждой точке пространства частицы лишь

совершают колебания относительно

положения равновесия. Но

распространение колебаний

сопровождается передачей энергии колебаний от одной точки среды к другой.

Скорость распространения колебаний v в пространстве называется скоростью волны. Расстояние между ближайшими друг к другу точками, колеблющимися водинаковых фазах называется длиной волны. Связь между длиной волны Я, скоростью волны v и периодом колебаний Г дается выражением

K = vT. Так как Т=—, то скорость

волны связана с частотой коле-

колебаний уравнением

Зависимость скорости

распространения волн от свойств среды. При возникновении волн их частота определяется частотой

колебаний источника волн, а скорость зависит от свойств среды. Поэтому волны одной и той же частоты имеют различную длину в разных средах.

22. кроме поступательного и вращательного движений, часто встречается еще один вид механического движения — колебания. Силы, действующие

между телами внутри рассматри-

рассматриваемой системы тел, называют

внутренними силами. Силы,

действующие на тела системы со

стороны других тел, не входящих в эту систему, называют внешними силами. Свободными колебаниями называют колебания, возникающие

под действием внутренних сил. Колебания под действием

внешних периодически изменяю-

изменяющихся сил называются

вынужденными колебаниями.

Вынужденные колебания совершают поршень в цилиндре

автомобильного двигателя. Гармоническими колебаниями

называют колебания,

описываемые уравнением

x = xmcos(twt+µ).

Здесь х — смещение тела от поло-

положения равновесия, со —

циклическая частота колебаний,

t — время.

23. Действие силы упругости мо-

может вызывать возникновение

гармонических колебаний.

Примером гармонических колебаний, возникающих под действием силы упругости, могут служить колебания груза, подвешенного на стальной пружине, колебания

струны. Если тело массой т совершает под действием силы упругости гармонические колебания с циклической частотой w, то, применив

второй закон Ньютона для

проекции ускорения ах, получим

a=F/m

Автоколебаниями называются не-

незатухающие колебания в системе, поддерживаемые внутренними источниками энергии при отсутствии воздействия внешней

переменной силы. В отличие от вынужденных колебаний, частота и амплитуда автоколебаний определяются свойствами самой колебательной системы.

От свободных колебаний авто-

автоколебания отличаются

независимостью амплитуды от времени и от начального кратковременного

воздействия, возбуждающего

процесс колебаний.

Автоколебательную систему

обычно можно разделить на три

основных элемента: 1) колебательную систему; 2) источник энергии; 3) устройство с обратной связью, регулирующее

поступление энергии из источника

в колебательную систему.

Энергия, поступающая из источника за период, равна энергии, потерянной в колебательной системе

за то же время.