Физика - ответы на экзамен 1-29 / Гармоническое колебания и их характеристики

Гармонические колебания — колебания, при которых физическая (или любая другая) величина изменяется с течением времени по синусоидальному или косинусоидальному закону. 

 Кинетическая энергия физической системы, совершающей гармонические колебания, , где скорость v изменяется по гармоническому закону,

v =  A sin(t + _o).

После подстановки формула кинетической энергии принимает вид

.

(6.46)

Выражение (6.46) удобнее представить в следующем виде:

Вывод: Кинетическая энергия физической системы также совершает гармонические колебания с круговой частотой 2, а величина ее периодически изменяется от 0  до m²A²/2.

 

6.14.2.  Потенциальная энергия

 

В связи с тем, что любая физическая система, совершающая гармонические колебания, имеет общий вид дифференциального уравнения, то на такую систему действуетквазиупругая сила (похожая по действию на упругую силу (см. пружинный маятник, закон Гука), но по природе не являющаяся упругой). Поэтому потенциальную энергию колеблющейся системы найдем по формуле потенциальной энергии упруго деформированной пружины:

.

Согласно формулам (6.37)  и  (6.38), после подстановки для  потенциальной энергии, получим выражение

(6.47)

Полная энергия при гармонических механических колебаниях пропорциональна квадрату амплитуды и квадрату циклической частоты.

Затухающие колебания – это колебания энергия которых уменьшается за счет потерь на силу сопративления и силю трения

Вынужденые колебания – это колебания потеря энергии которых компенсируется за счет внешней силы

Резонанс – это резкое возрастание амплитуды вынужденного колебания при определенное вынужденной частоте