Вы здесь

Механические колебания и волны

Колебания — это движения или состояния, повторяющееся во времени.

Колебания являются очень распространенным видом движения. Это покачивание веток деревь­ев на ветру, вибрация струн музыкальных инструментов, движение поршня в цилиндре двигателя автомобиля, качание маятника в настенных часах и даже биение нашего сердца, пульсация излуче­ния звезд, внутри которых происходят циклические ядерные реакции, приливы и отливы на Зем­ле, вызываемые движением Луны. Колебания свойственны практически всем явлениям природы.

1.5.1.Механические колебания

Одним из видов колебаний, особо выделяемых в физике, являются ме­ханические колебания.

Рассмотрим колебательное движение на примере двух маятников — нитяного и пружинного.

Нитяной маятник  Он представляет собой шарик, прикрепленный к легкой тонкой нити. Если этот шарик сместить в сторону от положения равновесия и отпустить, то он начнет колебать­ся, т. е. совершать колебательные движения, периодически проходя через положение равновесия.

Колебательное движение характеризуют амплитудой А, периодом Т ичастотой колебаний v .

 Амплитуда колебаний

Амплитуда колебаний (лат. amplitude — величина) — это наибольшее отклонение колеблющегося тела от положения равновесия.

Для маятника это максимальное расстояние, на которое удаляется ша­рик от своего положения равновесия Для колебаний с малыми амплитудами за такое расстояние можно принимать как длину дуги 01 или 02, так и длины этих отрезков.

Амплитуда колебаний измеряется в единицах длины — метрах, санти­метрах и т. д. На графике колебаний амплитуда определяется как макси­мальная (по модулю) ордината синусоидальной кривой, (см. рис. 1.58).

 Период колебаний

Период колебаний — это наименьший промежуток времени, через который система, соверша­ ющая колебания, снова возвращается в то же состояние, в котором она находилась в начальный момент времени, выбранный произвольно.

Другими словами, период колебаний (Г) — это время, за которое совершается одно полное ко­лебание. это время, за которое грузик маятника перемещается из крайней правой точки через точку равновесия О в крайнюю левую точку и обратно через точку О снова в крайнюю правую. За полный период колебаний, таким образом, тело проходит путь, равный четы­рем амплитудам. Период колебаний измеряется в единицах времени — секундах, минутах и т. д. Период колебаний может быть определен по известному графику колебаний, Понятие «период колебаний», строго говоря, справедливо, лишь когда значения колеблющей­ся величины точно повторяются через определенный промежуток времени, т. е. для гармоничес­ких колебаний. Однако это понятие применяется также и для случаев приблизительно повторяю­щихся величин, например, длязатухающих колебаний.

Предмет: