Институт гуманитарного образования и информационных технологий Кафедра математики и естествознания

Тема № 2 Колебания и волны

Лекция № 7 Физика механических колебаний.

Вокружающем мире нашу жизнь и деятельность сопровождают всевозможные повторяющиеся во времени и пространстве механические и электромагнитные явления. В конце концов, наши сердца ритмично бьются; наши легкие колеблются при дыхании; мы дрожим когда нам холодно; мы можем слышать и разговаривать благодаря колебаниям наших барабанных перепонок и голосовых связок. Каждый месяц мы наблюдаем смену фаз Луны.

Втечение суток чередуются морские приливы и отливы. Световые волны, которые позволяют нам видеть, имеют колебательную природу. При путешествиях на корабле вы можете подвергнуться качке как килевой, так и бортовой. Когда мы ходим, наши ноги совершают колебательные движения. Колеблются даже атомы, из которых мы состоим. Ток и напряжение в бытовой электрической сети при включенных

«И на колебания электрических приборах (электролампочка, надо решиться» утюг и т.п.) имеют периодически

Ежи Лец. повторяющиеся значения. Смена дня и ночи, времен года — все это примеры циклических

Механические колебания

Когда приютит задремавшее стадо Семейство берез на холме за рекой, Пастух, наблюдая игру листопада, Лениво сидит и болтает ногой.

Николай Рубцов.

Во всех перечисленных процессах присутствует многократное повторение одного и того же цикла движений. Однако повторяющиеся движения не означают, например, что повторения будут полностью идентичны или будут происходить за равные промежутки времени. Поэтому важнейшим

признаком колебаний или осцилляций является наличие повторяющихся движений (не обязательно периодических).

Oscillum — (лат.) качание, колебание.

Механические колебания - движения, которые периодически или почти периодически повторяются через определенные интервалы времени.

1.1. Периодические движения. Период.

Отклонения от совершенно точного повторения очень часто настолько малы, что ими можно пренебречь и считать движение повторяющимся вполне точно, т. е. считать его периодическим.

Периодическим называется повторяющееся движение, у которого каждый цикл в точности воспроизводит любой другой цикл. Продолжительность одного цикла называется

периодом.

1.2. Колебательные системы. Свободные колебания.

В природе, и особенно в технике, чрезвычайно большую роль играют тела и устройства, которые сами по себе способны совершать периодические движения. «Сами по себе» — это значит: не будучи принуждаемы к этому действием периодических внешних сил. Такие колебания называют поэтому свободными колебаниями в отличие от вынужденных, протекающих под действием периодически меняющихся внешних сил.