Ответы по физике экзамен

1)Колебания. Свободные, вынужденные, автоколебания, параметрические колебания.

Колеба́ния — повторяющийся в той или иной степени во времени процесс изменения состояний системы около точки равновесия.

Свободные (или собственные) — это колебания в системе под действием внутренних сил после того, как система выведена из состояния равновесия (в реальных условиях свободные колебания всегда затухающие). Простейшими примерами свободных колебаний являются колебания груза, прикреплённого к пружине, или груза, подвешенного на нити.

Вынужденные — колебания, протекающие в системе под влиянием внешнего периодического воздействия. Примеры: листья на деревьях, поднятие и опускание руки. При вынужденных колебаниях может возникнуть явление резонанса: резкое возрастание амплитуды колебаний при совпадении собственной частоты осциллятора и частоты внешнего воздействия.

Автоколебания — колебания, при которых система имеет запас потенциальной энергии, расходующейся на совершение колебаний (пример такой системы — механические часы). Характерным отличием автоколебаний от вынужденных колебаний является то, что их амплитуда определяется свойствами самой системы, а не начальными условиями.

Параметрические — колебания, возникающие при изменении какого-либо параметра колебательной системы в результате внешнего воздействия.

2)Дифференциальное уравнение гармонических колебаний и его решение.

Гармоническая функция синус или косинус в зависимости от начальной фазы.

(d^2t/dt^2)+w^2x=0

3)Гармонические колебания. Основные параметры гармонических колебаний. Скорость и ускорение при гармоническое колебательном движении.

Гармонические колебания – это колебания с постоянной амплитудой происходящие по закону синуса или косинуса.

Параметры гармонических колебаний. Постоянные величины А, Т, f, входящие в уравнение Асоs(2p·t/Т + f0), называются параметрами колебания. Рассмотрим их физический смысл.

И з ур-я следует, что в случае, если соs(2p·t/Т + f) = ± 1, то  значение модуля x максимально, т.е. |x| = xmax = A

Скорость – это производная от координаты по времени

Скорость при гармоническом колебательном движении также изменяется по гармоническому закону, но колебания скорости опережают колебания смещения по фазе на p/2.

Vmax=Xmax W:максимальная скорость колебательного движения(амплитуда колебаний скорости)

Ускорение – это производная от скорости по времени: a=V'=(x)'=x''(вторая производная)

Ускорение изменяется по гармоническому закону.

Amax=XmaxW^2:Макс ускорение

A=-amax sin(wt+ф0):ускорение

4)Пружинный маятник. Физический и математический маятники. Упругие и квазиупругие силы.

Пружинный маятник — механическая система, состоящая из пружины с коэффициентом упругости (жёсткостью) k (закон Гука), один конец которой жёстко закреплён, а на втором находится груз массы m.

Физический маятник — осциллятор, представляющий собой твёрдое тело, совершающее колебания в поле каких-либо сил относительно точки, не являющейся центром масс этого тела, или неподвижной оси, перпендикулярной направлению действия сил и не проходящей через центр масс этого тела.

Математи́ческий ма́ятник — осциллятор, представляющий собой механическую систему, состоящую из материальной точки, находящейся на невесомой нерастяжимой нити или на невесомом стержне в однородном поле сил тяготения.

Си́ла упру́гости — сила, возникающая в теле в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное состояние.

В случае упругих деформаций является потенциальной. Сила упругости имеет электромагнитную природу, являясь макроскопическим проявлением межмолекулярного взаимодействия. В простейшем случае растяжения/сжатия тела сила упругости направлена противоположно смещению частиц тела, перпендикулярно поверхности.

В простейшем случае одномерных малых упругих деформаций формула для силы упругости имеет вид:

Квазиупругая сила-сила F, направленная к центру О , величина которой пропорциональна расстоянию r от центра О до точки приложения силы. численно F= cr, где с — постоянный коэффициент. силы, возникающие при малых деформациях упругих тел.