Механические колебания – это периодическое движение то в одну, то в другую сторону.
Механические колебания могут происходить в колебательных системах, удовлетворяющих следующим условиям:
- Наличие положения равновесия
- Наличие силы, возвращающей тело к положению равновесия
- Достаточная инертность тела.
Параметры колебаний:
Смещение х – расстояние от маятника до положения равновесия.
Амплитуда А – максимальное смещение от положения равновесия.
Период Т – время одного полного колебания.
Частота ν – число колебаний за единицу времени.
Период и частота – взаимно-обратные величины ν = 1/Т.
Циклическая частота ω – величина, равная числу полных колебаний, совершенных за время, равное 2π.
Гармонические колебания – это колебания, в которых параметры изменяются по закону синуса или косинуса.
Гармонические колебания происходят в случае, если возвращающая сила пропорциональна смещению Fx = -kx.
Кинематические величины х, v, a при гармонических колебаниях изменяются по законам:
При гармонических колебаниях в колебательной системе происходит постоянное превращение одного вида энергии в другой (в положении равновесия – кинетическая энергия, в крайних точках – потенциальная энергия).
Графики зависимости x(t), vx(t), ax(t), Fx(t), а также энергии маятника:
|