Список рекомендуемой литературы Основная литература

1. Архитектурная физика: Учеб. для вузов / В. К. Лицкевич, Л. И. Макриненко, И. В. Мигалина и др.: Под ред И. В. Оболенского. – М.: Стройиздат, 1997. 448 с.

2. Гусев Н. М. Основы строительной физики: Учеб. Для вузов. – М.: Стройиздат, 1975. 440 с.

3. Ковригин С. Д. Архитектурно-строительная акустика: Учеб. Для вузов. – М.: Высш. Шк., 1986. 225 с.

4. Лицкевич В. К. Жилище и климат. – М.: Стройиздат, 1984. 288 с.

5. Макриненко Л. И. Акустика помещений общественных зданий. – М.: Стройиздат, 1986. 176 с.

6. Справочник по защите от шума и вибраций жлых и общественных зданий / Под ред. В. И. Заборова. – Киев: Будiвельник, 1984. 158 с.

7. Строительная климатология: Справ. Пособие к СНиПу. – М.: Стройиздат, 1990. 88 с.

8. СНиП II-12-77. Защита от шума / Госстрой СССР. – М.: Стройиздат, 1978. 49 с.

9. СНиП 23-01-99. Строительная климатология / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2000. 56 с.

Дополнительная литература

10. Солодченкова Т. Б. Вводные сведения к лабораторным работам по физике. - Смоленск: СГУ, 2010.

11. Кортнев А. В. и др. Практикум по физике. – М.: Высшая школа, 1965.

12. Сивухин Д. В. Общий курс физики. Механика.- М.: Наука, 1979. Т. 1.

13. Сивухин Д. В. Общий курс физики. Термодинамика и молекулярная физика.- М.: Наука, 1979. Т. 2.

14. Трофимова Т. И., Яворский Б. И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1990.

15. Архангельский М. М. Курс физики. Механика. – М.: Просвещение, 1975.

16. Александров Н. В., Яшкин А. Я. Курс общей физики. Механика. – М.: Просвещение 1978.

17. Детлаф А. А., Яворский Б. И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1989.

18. Чертов А. Г. Физические величины. - М.: Высшая школа, 1990.

19. Сена Л. А. Единицы физических величин и их размерности. - М.: Наука, 1988.

Тема 1. Механические колебания и волны

§ 1. Гармонические колебания источника звука

1. Источник звука

Мы живём в мире звука. Источником звука служит любой вибрирующий, колеблющийся предмет:

-голосовые связки, мембраны, резинки и другие деформируемые предметы,

- жужжание крыльев насекомых, скрип крыльев мельницы, шёпот паруса, шум прибоя, шелест листвы и другие шумы,

- ножка камертона, клавиша рояля, струна музыкального инструмента, труба духового музыкального инструмента и т. д.,

-ротор двигателя автомобиля, самолёта, корабля, поезда, мотоцикла, экскаватора и других транспортных средств,

- автоматические устройства, станки, промышленные установки,

- ротор двигателя швейной машинки, вентилятора, холодильника и других бытовых предметов,

- ротор двигателя дрели, лобзика, дисковой пилы, газонокосилки и других электроинструментов и приспособлений,

- и т. д.

2. Закон механических гармонических колебаний

Колеблющееся тело называют маятником.

Колебанием (колебательным движением) называют движение или процесс, повторяющийся во времени.

Колебания маятника называют механическими колебаниями.

Если повторение происходит через равные интервалы времени, то колебания периодические. Соответственно интервал времени называют периодом (T).

Маятник в процессе колебаний меняет своё положение (координату), скорость, ускорение, кинетическую и потенциальную энергии. Рассмотрим колебание маятника на примере пружинного маятника, состоящего из пружины и прикреплённого к ней грузика (рис. 1), периодически движущегося вверх-вниз (вдоль оси 0x).

Если колеблющийся маятник с лентопротяжным механизмом, то на бумажной ленте перо, прикреплённое к маятнику, рисует линию. При равномерном движении бумажной ленты в горизонтальном направлении перо будет рисовать на ней косинусоиду или синусоиду. Эта линия изображает график функции x(t), где время t является аргументом и на графике зависимости x(t) откладывается по оси абсцисс, а координата x является функцией времени и на графике отмечается по оси ординат.

Когда нет потери энергии колеблющегося маятника или потерями можно пренебречь, колебания становятся гармоническими. Это означает, что изменение координаты грузика в вертикальном направлении происходит во времени по гармоническому закону (закону косинуса или синуса):

, (1)

, (2)

Уравнение (1) и (2) называют законом механических гармонических колебаний.

Функцию "косинус" применяют, если маятник начал движение путём первоначального отклонения из положения равновесия, т. е. он приобрёл начальную координату. В этом случае в маятнике была запасена потенциальная энергия. Функцию "синус" используют, по маятнику ударили в положении равновесия, т. е. он приобрёл начальную скорость. В этом случае в маятнике была запасена кинетическая энергия. В процессе колебаний потенциальная и кинетическая энергия периодически преобразуются друг в друга: при наибольшем смещении вся механическая энергия маятника равна потенциальной, а при отсутствии смещения в положении равновесия вся механическая энергия равна кинетической.