В данной статье вы рассмотрите сущность свободных гармонических колебаний и описывающие их уравнения, а также механические и электромагнитные гармонические свободные колебания.
Что такое свободные колебания и какие примеры можно привести
Такие колебания называют поэтому свободными колебаниями в отличие от вынужденных, протекающих под действием периодически меняющихся внешних сил. Если, например, периодически толкать дверь и тянуть ее обратно, то она будет открываться и закрываться, т. Но сама по себе она не может двигаться периодически: если дверь толкнуть и предоставить самой себе, то движение не будет повторяющимся. Иное дело, если толкнуть или отклонить от вертикали висящий на веревке груз. Он начнет качаться, то есть будет сам по себе совершать периодическое движение.
Чтобы вернуться в исходное положение состояние 1 , нужно снова проделать путь в обратном направлении: сначала 3—2, затем 2—1. Груз немного смещают от положения равновесия вдоль оси пружины и отпускают из состояния покоя, после чего он начинает колебаться, двигаясь вдоль оси пружины, параллельно которой направлена ось Ox. В таблице приведены значения координаты груза х в различные моменты времени t. Выберите все верные утверждения о результатах этого опыта на основании данных, содержащихся в таблице. Абсолютная погрешность измерения координаты равна 0,1 см, времени — 0,05 с. Алгоритм решения: Проверить истинность утверждения 1. Для этого необходимо установить зависимость ускорения тела, колеблющегося на пружине, от его координаты. Проверить истинность утверждения 2. Для этого необходимо установить зависимость кинетической энергии тела, колеблющегося на пружине, от его координаты. Проверить истинность утверждения 3. Для этого необходимо записать формулу, отображающую зависимость между силой, действующей на колеблющееся тело, и координатой этого тела. Затем найти модули силы для указанных значений времени и сравнить их. Проверить истинность утверждения 4. Для этого необходимо дать определение периоду колебаний, установить период колебаний тела и сравнить его со значением, приведенным в утверждении 4. Проверить истинность утверждения 5. Для этого необходимо дать определение частоте колебаний, установить частоту колебаний тела и сравнить его со значением, приведенным в утверждении 5. Записать ответ в виде последовательности цифр, не разделенных знаками препинания и пробелами.
Посмотрите на рисунок, на нем изображены одинаковые фазы: Например, в тех же самых часах с кукушкой маятник совершает колебания. Он качается слева направо и приходит в самую правую точку. В той же фазе он будет находиться, когда придет в ту же точку, идя справа налево. Если мы возьмем точку на сантиметр левее самой правой, то идя в нее не слева направо, а справа налево, мы получим уже другую фазу. На рисунке ниже показаны положения тела через одинаковые промежутки времени при гармонических колебаниях. Такую картину можно получить при освещении колеблющегося тела короткими периодическими вспышками света стробоскопическое освещение.
Механическая энергия расходуется, например, на совершение работы по преодолению сил сопротивления воздуха. Под влиянием силы трения происходит уменьшение амплитуды колебаний, и через некоторое время колебания прекращаются. Очевидно, что чем больше силы сопротивления движению, тем быстрее прекращаются колебания. Вынужденные колебания. Резонанс Вынужденные колебания являются незатухающими. Поэтому необходимо восполнять потери энергии за каждый период колебаний. Для этого необходимо воздействовать на колеблющееся тело периодически изменяющейся силой.
Свободные гармонические колебания
Отсутствие внешних сил, действующих на систему. Внешние силы могут привести к затуханию или амплитудному росту колебаний, что не соответствует свободным колебаниям системы. Система должна находиться в состоянии потенциального равновесия, то есть сумма всех действующих внутри системы сил равна нулю. При нарушении потенциального равновесия возникнут вынужденные колебания, которые не являются свободными. Если все указанные условия выполнены, то система может начать свободно колебаться вокруг положения равновесия. Параметры колебаний, такие как амплитуда, период и частота, будут определяться свойствами системы и начальными условиями. Параметры, влияющие на свободные колебания Свободные колебания в колебательной системе зависят от нескольких параметров, которые определяют ее характеристики: Масса: масса объекта, колеблющегося в системе, влияет на период колебаний.
Чем больше масса, тем меньше период колебаний. Жесткость: жесткость системы определяет ее способность к возвращению к равновесному положению после возмущения. Чем больше жесткость, тем больше частота колебаний. Демпфирование: наличие демпфирующих сил в системе может затушить колебания. Чем больше демпфирующих сил, тем быстрее затухают колебания. Амплитуда: начальная амплитуда колебаний также влияет на характер свободных колебаний.
Чем больше амплитуда, тем больше максимальное отклонение от равновесного положения.
Это явление называется резонансом. Увеличение амплитуды колебаний может привести к разрушению системы. Автоколебания Если внутри колебательной системы имеется источник энергии, то колебания становятся незатухающими. Такие колебания называются автоколебаниями. Система, в которой существуют автоколебания, называются автоколебательными. При этом подача энергии к колебательной системе регулируется самой системой по каналу обратной связи. Например, в механических часах, в двигателе внутреннего сгорания, в духовых инструментах и др.
Когда система испытывает воздействие, ее энергия переходит из одного вида в другой. Однако при свободных колебаниях энергия сохраняется в пределах системы, переходя из кинетической в потенциальную форму и наоборот, без потерь. Это позволяет системе продолжать свободно колебаться в течение длительного времени. Кроме того, свободные колебания имеют связь с рядом других физических концепций, таких как резонанс и диссипация. Резонанс возникает, когда частота внешнего возмущения совпадает с собственной частотой системы, что может усилить колебания и привести к различным интересным эффектам. Диссипация влияет на свободные колебания путем потери энергии, что может привести к затуханию колебаний или изменению их частоты. Таким образом, свободные колебания в физике настолько распространены из-за своей важности для понимания и моделирования различных физических явлений, их практической применимости и связи с основными законами сохранения энергии и другими концепциями. Демонстрация физических явлений Свободные колебания широко используются при демонстрации и исследовании различных физических явлений. Эти явления могут быть интересны и полезны для студентов и исследователей всех уровней. Одной из самых распространенных демонстраций является демонстрация осцилляции маятника. Маятники могут быть различной формы и размеров, и они могут быть использованы для исследования таких физических законов, как закон сохранения энергии и закон гармонических колебаний. Другим примером является демонстрация свободных колебаний на пружине. Эти колебания происходят, когда пружина деформируется и возвращается в свое исходное положение. Демонстрация колебаний на пружине может использоваться для изучения таких понятий, как амплитуда, период и частота колебаний. Еще одним интересным примером является демонстрация явления резонанса.
Колебания могут происходить как в одну сторону относительно равновесия, так и в обе стороны, в зависимости от характера воздействия. При возникновении свободных колебаний, система или объект совершает перемещения вокруг своего равновесного положения, то есть осуществляет колебания. Равновесное положение обычно является положением, в котором нет внешних сил, оказывающих воздействие на систему или объект. Свободные колебания проявляются в виде периодических движений, в которых система или объект переходят из одного положения в другое и обратно. Для описания свободных колебаний используются различные параметры, такие как период, амплитуда и фаза. Период колебаний определяет время, за которое система или объект проходят один полный цикл колебаний, а амплитуда — максимальное отклонение от равновесия. Свободные колебания являются важным явлением в физике и инженерии. Они возникают в различных системах, таких как маятники, электрические контуры, механические системы и другие. Изучение свободных колебаний позволяет лучше понять и предсказать поведение системы в условиях изменения внешних условий или воздействия силы. Как проявляются свободные колебания? Возможны различные виды свободных колебаний, в зависимости от характеристик системы. Некоторые из них: Механические колебания — свободные колебания твердого тела вокруг определенной оси, например, колебания маятника. Электрические колебания — колебания заряда и тока в электрической цепи, возникающие в результате разрядки конденсатора или индуктивности.
Физика. 11 класс
Вынужденные колебания. Резонанс Вынужденные колебания являются незатухающими. Поэтому необходимо восполнять потери энергии за каждый период колебаний. Для этого необходимо воздействовать на колеблющееся тело периодически изменяющейся силой.
Вынужденные колебания совершаются с частотой, равной частоте изменения внешней силы. Амплитуда вынужденных механических колебаний достигает наибольшего значения в том случае, если частота вынуждающей силы совпадает с частотой колебательной системы. Это явление называется резонансом.
При свободных колебаниях в реальных системах всегда происходят потери энергии. Механическая энергия расходуется, например, на совершение работы по преодолению сил сопротивления воздуха. Под влиянием силы трения происходит уменьшение амплитуды колебаний, и через некоторое время колебания прекращаются. Очевидно, что чем больше силы сопротивления движению, тем быстрее прекращаются колебания. Вынужденные колебания. Резонанс Вынужденные колебания являются незатухающими. Поэтому необходимо восполнять потери энергии за каждый период колебаний.
Соединим математический маятник с метрономом тонким легким стержнем рис. Изменяя частоту колебаний метронома рис.
Оказывается, что его амплитуда будет максимальной при совпадении собственной частоты колебаний маятника и метронома. Колебания тел под действием внешней периодической силы называются вынужденными, а сила — вынуждающей. В случае действия гармонической вынуждающей силы, например или , вначале наблюдается достаточно сложное движение тела. Спустя некоторое время после начала действия вынуждающей силы колебания при наличии трения приобретают стационарный характер и не зависят от начальных условий. Частота установившихся вынужденных колебаний всегда равна частоте вынуждающей силы. Амплитуда и энергия вынужденных колебаний зависят от того, насколько различаются частота вынуждающей силы и частота собственных колебаний , а также от величины трения сопротивления в системе. При вынужденных колебаниях возможно явление, называемое резонансом от лат. Резонанс — это явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при приближении частоты внешней силы, действующей на колебательную систему, к частоте собственных колебаний системы рис. Подвесим на упругой нити АВ четыре математических маятника с одинаковыми грузами, три из которых имеют различную длину, а длина четвертого равна длине второго рис.
Сначала посмотрим, что будет с маятниками, если раскачать первый или третий маятник. Наблюдения показывают, что через некоторое время начнут качаться и остальные маятники. Но амплитуда их колебаний мала и вскоре колебания затухают.
В зависимости от физической природы колебательного процесса различают механические и электромагнитные колебания. Система, в которой происходят колебания, называется колебательной системой. Колебания называются свободными собственными , если они происходят в отсутствие переменных внешних воздействий на колебательную систему.
§ 2. Колебательные системы
Свободные колебания — колебания в системе под действием внутренних тел, после того как система выведена из положения равновесия. Колебания груза, подвешенного на нити, или груза, прикрепленного к пружине, — это примеры свободных колебаний. Свободные колебания имеют свое определение и математическую модель, которая позволяет описать их параметры. Одним из ключевых понятий является период колебаний – время, за которое система полностью выполняет одно колебание. Значение изучения свободных колебаний заключается в том, что они позволяют понять и описать различные процессы и явления, происходящие в природе и в технике. Виды колебаний. Колебания, которые происходят в замкнутых системах называются свободными или собственными колебаниями. Колебания, которые происходят под действием внешних сил, называют вынужденными. Для описания свободных колебаний используется математическое понятие гармонического осциллятора, которое позволяет рассчитать параметры колебаний, такие как период и частота.
Колебательная система
- Свободное колебание: что это и как оно происходит
- СВОБОДНЫЕ КОЛЕБАНИЯ
- Свободные колебания: принципы и приложения
- Свободные колебания. Общие сведения
- Почему свободные колебания в физике так распространены:
- Свободные колебания: определение
Что такое свободные колебания и примеры
Результирующая сила в данном случае называется возвращающей силой. Маятник Фуко служит для демонстрации вращения Земли вокруг своей оси. На длинном тросе подвешен тяжелый шар. Он качается взад-вперед над круглой площадкой с делениями. Через какое-то время зрителям начинает казаться, что маятник качается уже над другими делениями. Кажется, что маятник повернулся, но это не так. Это повернулся вместе с Землей сам круг!
Для всех факт вращения Земли очевиден хотя бы потому, что день сменяет ночь, то есть за 24 часа совершается один полный оборот планеты вокруг своей оси. Вращение Земли можно доказать многими физическими опытами. Самым знаменитым из них был опыт, проведенный Жаном Бернаром Леоном Фуко в 1851 году в парижском Пантеоне в присутствии императора Наполеона. Под куполом здания физик подвесил металлический шар массой 28 кг на стальной проволоке длиной 67 м. Отличительной особенностью этого маятника было то, что он мог свободно качаться во всех направлениях. Под ним было сделано ограждение с радиусом 6 м, внутри которого насыпали песок, чьей поверхности касалось острие маятника.
После того как маятник привели в движение, стало очевидно, что плоскость качания поворачивается относительно пола по часовой стрелке. Это следовало из того, что при каждом следующем качании острие маятника делало отметку на 3 мм дальше предыдущего. Это отклонение и объясняет то, что Земля совершает вращение вокруг своей оси. В 1887 году принцип действия маятника был продемонстрирован и в и, в Исаакиевском соборе Петербурга. Хотя сегодня увидеть его нельзя, так как теперь он хранится в фонде музея-памятника. Сделано это было для того, чтобы восстановить первоначальную внутреннюю архитектуру собора.
А к середине её подвесь небольшой груз например, гайку ни нити. Заставь его качаться так, чтобы плоскость качания проходила между ножек табуретки. Теперь медленно поворачивай табуретку вокруг её вертикальной оси. Тебе станет заметно, что маятник качается уже в другом направлении. На самом деле он качается всё также, а изменение произошло из-за поворота самой табуретки, которая в этом опыте играет роль Земли. К диску, насаженному на ось, привязаны нити.
Если закрутить нить вокруг оси, диск поднимется. Теперь отпускаем маятник, и он начинает совершать периодическое движение: диск опускается, нить раскручивается. Дойдя до нижней точки, по инерции диск продолжает вращаться, но теперь уже закручивает нить и поднимается вверх. Обычно крутильный маятник применяется в механических наручных часах. Колесико-балансир под действием пружины вращается то в одну, то в другую сторону. Его равномерные движения обеспечивают точность хода часов.
На одной стороне кружка нарисуйте открытую тетрадь, а на другой стороне — цифру «5». С двух сторон круга проделайте иголкой 4 отверстия и вставьте 2 прочные нити.
На основе сложившихся представлений теории колебаний можно связать те или иные явления в конкретной системе с её характеристиками, фактически не решая задачу всякий раз заново. Например, преобразование энергии одних колебаний в другие в слабонелинейной системе волны на воде, электромагнитные колебания в ионосфере или колебания маятника на пружинке возможно, только если выполнены условия резонанса собственных частот подсистемы. Методы теории колебаний и волн — это методы анализа уравнений, описывающих модели реальных систем. Поэтому большинство из них являются общими с методами теории дифференциальных или разностных уравнений метод фазового пространства , метод отображений А. Пуанкаре и др.
Специфика методов теории колебаний и волн состоит в том, что при изучении моделей интересуются общими свойствами решений соответствующих уравнений, которые характеризуют её различные колебательные возможности. Основные разделы теории колебаний и волн — теория устойчивости линеаризованных систем, теория параметрических систем и адиабатических инвариантов , теория автоколебательных и автоволновых процессов, теория ударных волн и солитонов , кинетика колебаний и волн в системах с большим числом степеней свободы, теория динамического хаоса. Если классическая теория колебаний и волн изучала, как правило, лишь регулярные периодические процессы, то во 2-й половине 20 в. В этой части, а также в части исследования сложных колебательных и волновых структур в неравновесных средах современная теория колебаний и волн пересекается с синергетикой. Характеристики колебаний Для простоты рассмотрим колебания, описываемые функцией времени u.
Для гармонического осциллятора характерно постоянное значение силы восстанавливающей силы, направленной против направления отклонения, что и обуславливает свободные колебания. Свободные колебания представляют собой важный объект изучения в физике, технике и других науках.
Понимание и анализ свободных колебаний позволяют более глубоко вникнуть в законы и принципы, управляющие физическими системами, и улучшить их эффективность и стабильность. Примеры свободных колебаний Маятник — один из самых распространенных примеров свободных колебаний. Верёвка или стержень с независимым от инициальной амплитуды движущимся грузом на конце создают условия для вертикальных колебаний. Период колебаний и амплитуда зависят от длины верёвки и ускорения свободного падения. Колебательная система массы-пружины динамическая гармоническая система — это система, состоящая из массы и упругой среды, которая восстанавливает форму после деформации. Равновесное положение системы находится в точке, где сила упругости равна нулю.
Применения и значимость в науке и технике Свободное колебание: что это и как оно происходит Основными компонентами свободного колебания являются тело и упругий элемент. Тело может быть представлено, например, маятником или пружиной, а упругий элемент — пружиной, стержнем или другим элементом, который способен сохранять и восстанавливать свою форму и размер после деформации. Процесс свободного колебания начинается с выведения системы из положения равновесия с некоторой начальной скоростью или смещением. Затем система начинает двигаться поперек положения равновесия, совершая гармонические колебания. Во время колебаний упругий элемент испытывает то растяжение, то сжатие, восстанавливая свою форму и возвращая систему в положение равновесия. Этот процесс повторяется до тех пор, пока система не потеряет свою энергию и прекратит колебаться. Понимание свободного колебания является важным для различных областей науки и техники. Оно помогает объяснить множество физических явлений, таких как колебания в электрических цепях, колебания мостов или зданий при землетрясениях, а также вибрации в механизмах. Таким образом, свободное колебание представляет собой важный физический процесс, который возникает при наличии упругого элемента и является основой для понимания множества явлений в природе и технике. Определение и примеры Примерами свободных колебаний могут служить колебания маятника, осцилляции в колебательных контурах в электрических цепях и колебания пружин. Маятник — это объект, подвешенный на нити или стержне, который может свободно колебаться вокруг своей равновесной позиции. Когда маятник отклоняется от равновесия и отпускается, он начинает двигаться взад и вперед, проходя через свою равновесную позицию множество раз. Электрическая цепь, состоящая из индуктивности, емкости и сопротивления, также может демонстрировать свободные колебания. Когда энергия заряжается на индуктивность и емкость, они начинают переходить друг в друга, создавая электромагнитные осцилляции. Колебания пружин — это колебания, которые происходят, когда пружина растягивается или сжимается и возвращается к своей исходной форме. Пружины широко используются в механических системах, таких как автомобильные подвески, чтобы создать устойчивые свободные колебания. Суть и виды свободного колебания Существует несколько видов свободного колебания: Полное колебание — это колебание, при котором система проходит через все возможные значения своей координаты. В процессе полного колебания система проходит через состояния, в которых ее энергия постоянно изменяется. Затухающее колебание — это колебание, при котором с течением времени амплитуда колебаний убывает. При этом, система совершает все меньше полных колебаний, и в итоге амплитуда колебаний сходится к нулю. Слабо затухающее колебание — это колебание, при котором амплитуда колебаний с течением времени медленно убывает. Система при этом совершает большое количество полных колебаний. Сильно затухающее колебание — это колебание, при котором амплитуда колебаний быстро убывает.
Механические колебания | теория по физике 🧲 колебания и волны
Циклическая частота и период свободных гармонических колебаний определяются свойствами системы. Так, для колебаний тела, прикрепленного к пружине, справедливы соотношения: 18399855950cb8b69550.82286671. Звук – это колебания плотности и давления воздуха, радиоволны – периодические изменения напряженностей электрического и магнитного полей, видимый свет – тоже электромагнитные колебания, только с несколько иными длиной волны и частотой. Колебания, происходящие благодаря только начальному запасу энергии колеблющегося тела при отсутствии внешних воздействий на него, называются свободными колебаниями. Еще одной областью применения электрических свободных колебаний является электроника. В цифровых устройствах свободные колебания используются для синхронизации работы различных элементов и компонентов. 2. Свободными называют колебания, происходящие под действием внутренних сил в системе» выведенной из положения равновесия и предоставленной самой себе. Примером может служить движение математического маятника. Свободные электромагнитные колебания имеют широкое применение в различных областях, включая телекоммуникации и медицину. Они позволяют нам общаться по радио, смотреть телевизионные программы и проводить точную диагностику заболеваний.
Доклад на тему свободные колебания
Однако, если система смещается от положения равновесия, потенциальная энергия уменьшается, а кинетическая энергия — возрастает. Это приводит к обратному движению и затем снова к самостоятельному отклонению от положения равновесия. Так происходит последовательное петлевидное движение, которое и называется свободными колебаниями. Примерами свободных колебаний являются: Маятник — один из самых известных примеров свободных колебаний. Когда маятник отклоняется от положения равновесия и отпускается, он начинает колебаться вокруг своей равновесной точки. Колебания пружины — если растянуть или сжать пружину и отпустить ее, она начнет свободно колебаться вверх и вниз.
Колебательный контур — в электрической цепи, содержащей индуктивность и ёмкость, может возникать свободный осциллятор. Частота колебаний в этом случае зависит от параметров контура и может быть очень высокой. Свободные колебания играют важную роль в различных областях науки и техники. Изучение и использование этих колебаний позволяет разрабатывать эффективные системы и устройства с разнообразными функциями. Колебания и их разновидности Одна из разновидностей колебаний — это свободные колебания.
Они возникают, когда система получает начальный импульс и после этого начинает колебаться без внешнего воздействия.
Когда система находится в равновесии, масса находится в покое и не имеет кинетической энергии. При отклонении массы от положения равновесия начинаются свободные колебания. Свободные колебания могут быть гармоническими и амплитудно-затухающими. В гармонических колебаниях амплитуда остается постоянной, а период и частота являются постоянными, как и в идеальном осцилляторе. В амплитудно-затухающих колебаниях амплитуда убывает со временем под действием затухания, что вызывает изменение периода и частоты колебаний. Примеры свободных колебаний Свободные колебания имеют место во многих физических системах. Вот некоторые примеры: Маятник — примером свободных колебаний является маятник, который можно увидеть в маятниках часов или гирляндах. Маятник колеблется вокруг некоторого равновесного положения под влиянием силы тяжести.
Колебания поршня в пружине — если поршень поместить внутри пружины, которая закреплена на одном конце, то при отклонении поршня от равновесного положения пружина будет создавать восстанавливающую силу, которая будет выводить поршень обратно к равновесию. Таким образом, возникнут свободные колебания поршня внутри пружины. Резонансные струны — струны инструментов, таких как гитара или скрипка, также могут проявлять свободные колебания. Когда струна разряжается и затем резко начинает колебаться, создается удивительный звук. Колебательные контуры в электрических цепях — некоторые электрические цепи, такие как колебательные контуры в радиоприемниках, могут иметь свободные колебания. Эти колебания создаются прекращением внешнего источника энергии и могут сохраняться в цепи в течение некоторого времени. Значение свободных колебаний Свободные колебания являются важным физическим явлением, которое имеет широкое значение в различных областях науки и техники.
Ключевым свойством колебаний нового типа, описанных рядом перечисленных выше исследователей, было то, что они существенно отличались от линейных, — что проявляло себя в первую очередь как отклонение от известной формулы Томсона. Тщательное историческое исследование показало [A: 4] , что ван дер Поль в 1926 г. Иностранные исследователи признают [A: 4] тот факт, что среди советских учёных мировую известность приобрели ученики Л.
Вот некоторые примеры: Маятник — примером свободных колебаний является маятник, который можно увидеть в маятниках часов или гирляндах. Маятник колеблется вокруг некоторого равновесного положения под влиянием силы тяжести. Колебания поршня в пружине — если поршень поместить внутри пружины, которая закреплена на одном конце, то при отклонении поршня от равновесного положения пружина будет создавать восстанавливающую силу, которая будет выводить поршень обратно к равновесию. Таким образом, возникнут свободные колебания поршня внутри пружины. Резонансные струны — струны инструментов, таких как гитара или скрипка, также могут проявлять свободные колебания. Когда струна разряжается и затем резко начинает колебаться, создается удивительный звук. Колебательные контуры в электрических цепях — некоторые электрические цепи, такие как колебательные контуры в радиоприемниках, могут иметь свободные колебания. Эти колебания создаются прекращением внешнего источника энергии и могут сохраняться в цепи в течение некоторого времени. Значение свободных колебаний Свободные колебания являются важным физическим явлением, которое имеет широкое значение в различных областях науки и техники. Вот некоторые примеры значений свободных колебаний: Физика: Свободные колебания являются основой для изучения различных физических явлений, таких как звук, свет и электромагнетизм. Они позволяют понять основные принципы колебательных систем и использовать их для разработки новых технологий. Механика: Свободные колебания широко используются в механике для анализа и проектирования различных систем, таких как маятники, пружины и электромеханические устройства. Они помогают предсказывать поведение системы и оптимизировать ее эффективность. Электроника: Свободные колебания находят применение в электронных устройствах, таких как радио, телевизоры и компьютеры. Они позволяют создавать стабильные и точные сигналы, необходимые для передачи информации и выполнения различных операций.
Свободные колебания. Общие сведения
Значение изучения свободных колебаний заключается в том, что они позволяют понять и описать различные процессы и явления, происходящие в природе и в технике. Гармонические колебания являются такими колебаниями, при которых характеристики движения в виде координаты, скорости и ускорения изменяются, согласно закону синуса или косинуса. Колебания различной физической природы имеют много общих закономерностей и тесно связаны c волнами.
Что такое гармонические колебания в физике
- Механические колебания • СПАДИЛО
- решение вопроса
- Свободные колебания: распространенное явление в физике и его причины
- Колебательные движения
- Конспект на схожие темы
Что такое свободные колебания и примеры их проявления
Что такое свободные колебания? Для свободных колебаний необходимо наличие инерциальных сил и упругости в системе. Примерами систем, способных к свободным колебаниям, являются маятник, мембрана, натянутая струна или пружина. Свободными называют колебания, происходящие под действием внутренних сил в системе» выведенной из положения равновесия и предоставленной самой себе. Примером может служить движение математического маятника. Такие колебания, происходящие только благодаря начальному запасу энергии, называются свободными колебаниями. Тогда, тело, прикрепленное к пружине, и грузик, подвешенный на нити, называют колебательными системами. Гармонические колебания являются такими колебаниями, при которых характеристики движения в виде координаты, скорости и ускорения изменяются, согласно закону синуса или косинуса.
Свободные колебания
Время, за которое в системе совершается одно полное колебание, называют периодом колебаний (T, с). Величина, равная числу полных колебаний за единицу времени, называется частотой колебаний (ν или f, Гц). Свободные колебания — колебания в системе под действием внутренних тел, после того как система выведена из положения равновесия. Колебания груза, подвешенного на нити, или груза, прикрепленного к пружине, — это примеры свободных колебаний. Гармонические колебания – колебания, при которых физические величины, их описывающие, меняются по закону синуса или косинуса. Введем основные характеристики колебательного движения: амплитуда, период, частота и фаза колебаний.