Механічні коливання. Вільні коливання. Амплітуда, період, частота. Гармонічні коливання. Рівняння гармонічних коливань. Математичний маятник. Формула періоду коливань математичного

Тема: Механічні коливання. Вільні коливання. Амплітуда, період, частота. Гармонічні коливання. Рівняння гармонічних коливань. Математичний маятник. Формула періоду коливань математичного маятника. Каріна Бухтіярова

Коливання - це будь-який процес, що повторюється в часі. При вивченні коливальних процесів для спрощення розрахунків та вимірювань найчастіше коливання розглядають у випадку замкнутої системи. За таких умов коливання відбуваються лише внаслідок взаємодії між тілами, які входять у таку систему.

Механічні коливання -це рух тіла вздовж вісі або уздовж лінії, який повторюється через регулярні проміжки часу. Основні терміни: Амплітуда: Розмах коливань. Частота: Кількість коливань за одиницю часу. Період: Час, необхідний для одного повного коливання.

Вільні коливання — це коливання, які здійснюються під дією внутрішніх сил системи після виведення зі стану рівноваги. Умови виникнення вільних коливань:• внутрішні сили намагаються повернути систему в положення рівноваги;• сили тертя або сили опору в системі мають бути досить малими.

Примусові (вимушені) коливання — це незатухаючі коливання, які відбуваються під дією зовнішніх сил і періодично змінюються з часом. Амплітуда – модуль максимального відхилення від положення рівноваги. Частота коливань (ν) – число повних коливань, здійснених в одиницю часу:

Період коливань (Т) – тривалість одного повного коливання: Циклічна частота (ω) – число повних коливань, здійснених за час 2π секунд:

Фаза коливань (φ) - це фізична величина, що характеризує стан коливальної системи в даний момент часу:

Найпростішим видом коливального процесу є прості гармонійні коливання, які описуються рівняннями:

Тут x - зміщення тіла від положення рівноваги, xm - амплітуда коливань, ω - циклічна або кругова частота коливань, t - час. Величина, що стоїть під знаком косинуса φ = ωt + φ0 називається фазою гармонійного процесу. При t= 0, φ = φ0, тому φ0 називають початковою фазою. Гармонічні коливання — це коливання, які відбуваються за законом синуса або косинуса.

Маятником називається будь-яке тіло, підвішене таким чином, що його центр тяжіння перебуває нижче від точки підвісу.

Математичний маятник — це модель ниткового маятника (вантажу на нерозтяжній нитці), для якого маса вантажу набагато більша за масу нитки, а довжина нитки набагато більша за розміри вантажу.

Формула Гюйгенса (формула періоду коливань математичного маятника): де l – довжина маятника, g =9,81 м/с2 – прискорення вільного падіння. Період малих коливань не залежить від маси маятника.

Пружинний маятник — це вантаж, що здійснює коливання на пружині. Формула періоду коливань пружинного маятника:

Маятниковий годинник

Явище різкого зростання амплітуди вимушених коливань у разі наближення частоти дії зовнішньої періодичної сили до частоти вільних коливань системи називають резонансом.

Домашнє завдання. Опрацювати § 19. Дати відповіді на питання. Переглянути відео за посиланням: https://www.youtube.com/watch?v=k. DKTo. M50 UC0