Механические колебания – это периодическое движение то в одну, то в другую сторону.

Механические колебания могут происходить в колебательных системах, удовлетворяющих следующим условиям:

1. Наличие положения равновесия
2. Наличие силы, возвращающей тело к положению равновесия
3. 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 F_x = -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: