
шпоры по физике , 1ый семестр (Ташлыкова-Бушкевич ИИ) [78 вопросов] / 41.Свободные колебания. Общие сведения о гармонических колебаниях
..docxКолебаниями называются движения или процессы, которые обладают определенной повторяемостью во времени. Система, совершающая колебания, называется колебательной системой или осциллятором. различают механические, электромагнитные и другие колебания. Колебания называются свободными (собственными), если они происхо-дят в системе, которая предоставлена себе после того, как она выведена из положения равновесия.
Вынужденные колебания – это колебания, которые происходят под дей-твием периодически изменяющейся внешней силы, например в случае меха-нических колебаний F = F_0 cosωt . Гармонические колебания – это колебания, при которых колеблющаяся физическая величина изменяется по закону синуса или косинуса. Гармоническое колебание величины х описывается уравнением типа
X(t)=A*cos(w_0*t+(фи)_0)
x(t) – отклонение колеблющейся физической величины от равновесного значения
А – амплитуда гармонических колебаний – максимальное значение
колеблющейся величины;
ω_0 – циклическая (круговая) частота колебаний;
φ_0 – начальная фаза колебаний в момент времени
t = 0 (определяется выбором на-чала отсчета времени); ( (фи) t) = (ω_0*t +(фи)_0) – фаза колебаний в момент времени t, выраженная в радианах, – определяет значение колеблющейся величины в данный момент времени.
Для материальной точки с массой m величина х называет-ся смещением тела из положения равновесия.
Периодом колебаний Т называется наименьший промежуток времени, за который система, совершающая колебания, снова возвращается в то же состояние, в котором она находилась в начальный момент, выбранный произвольно.
При этом фаза получает приращение 2п:
w_0*(t+T)+(фи)_0=(w_0*t+(фи)_0)+2п
T=2п/w_0
Частотой колебаний ν называется величина, обратная периоду колеба-
ний, – число полных колебаний, совершаемых в единицу времени:
v=1/T=w_0/2п
Гармонические колебания можно изобразить
графически
методом векторных диаграмм (методом
вращающегося вектора амплитуды)