
- •Вопросы к зачёту в 11 классе. Вопросы к выпускному экзамену. Вопросы к зачету по разделу «Магнетизм».
- •Вопросы к зачету по разделу «Колебания и волны». Механические колебания.
- •Электрические колебания. Переменный ток.
- •Вопросы к зачёту в 11 классе. Вопросы к выпускному экзамену. Вопросы к зачету по разделу «Магнетизм».
- •Вопросы к зачету по разделу «Колебания и волны». Механические колебания.
- •Колебательное движение
- •Колебание груза на пружине
- •Математический маятник.
- •Превращение энергии в гармонических колебаний.
- •Сложение гармонических колебаний.
- •9. Вынужденные колебания.
Вопросы к зачету по разделу «Колебания и волны». Механические колебания.
-
Колебательное движение
Колебательное движение это движение, точно или приблизительно повторяющееся через одинаковые промежутки времени. Учение о колебательном движении в физике выделяют особо. Это обусловлено общностью закономерностей колебательного движения различной природы и методов его исследования.
Механические, акустические, электромагнитные колебания и волны рассматриваются с единой точки зрения.
Колебательное движение свойственно всем явлениям природы. Внутри любого живого организма непрерывно происходят ритмично повторяющиеся процессы, например биение сердца.
Условия возникновения колебаний
-
Сообщить телу энергию
-
Наличие положенияустойчивого равновесия и сил, которые стремятся вернуть систему в положение устойчивого равновесия
-
Силы должны быть потенциальными.
Параметры колебательного движения
1. Смещение х - отклонение колеблющейся точки от положения равновесия в данный момент времени (м).
2.Амплитуда хм - наибольшее смещение от положения равновесия (м). Если колебания незатухающие, то амплитуда постоянна.
3. Период Т — время, за которое совершается одно полное колебание. Выражается в секундах (с).
4. Частота n — число полных колебаний за единицу времени. В СИ измеряется в герцах (Гц).
Частота колебаний равна одному герцу, если за 1 секунду совершается 1 полное колебание. 1 Гц= 1 с-1.
5. Циклической (круговой) частотой w периодических колебаний наз. число полных колебаний, которые совершаются за 2p единиц времени (секунд). Единица измерения – с-1.
6. Фаза колебания - j - физическая величина, определяющая смещение x в данный момент времени. Измеряется в радианах (рад).
Фаза колебания в начальный момент времени (t=0) называется начальной фазой (j0).
Гармоническое колебание — явление периодического изменения какой-либо величины, при котором зависимость от аргумента имеет характер функции синуса или косинуса. Например, гармонически колеблется величина, изменяющаяся во времени следующим образом:
x(t) = Asin(ωt + φ)
или
x(t) = Acos(ωt + φ),
Графики функций f(x) = sin(x) и g(x) = cos(x) на декартовой плоскости.
где
х — значение изменяющейся величины, t
— время, остальные параметры - постоянные:
А — амплитуда колебаний, ω — циклическая
частота колебаний, (ωt + φ) — полная фаза
колебаний,
— начальная фаза колебаний.
Обобщенное гармоническое колебание в дифференциальном виде
-
Колебание груза на пружине
Для того, чтобы свободные колебания совершались по гармоническому закону, необходимо, чтобы сила, стремящаяся возвратить тело в положение равновесия, была пропорциональна смещению тела из положения равновесия и направлена в сторону, противоположную смещению
F (t) = ma (t) = –m ω2 x (t)
Круговая
частота ω0 свободных колебаний груза
на пружине находится из второго закона
Ньютона:
откуда
Частота ω0 называется собственной частотой колебательной системы.
Период T гармонических колебаний груза на пружине равен