Физика. Колебания.

Колебания — повторяющийся в той или иной степени во времени процесс изменения состояний системы около точки равновесия.

Колебания различной физической природы имеют много общих закономерностей и тесно взаимосвязаны c волнами. Поэтому исследованиями этих закономерностей занимается обобщённая теория колебаний и волн. Принципиальное отличие от волн: при колебаниях не происходит переноса энергии, это, так сказать, «местные» преобразования энергии.

Классификация колебаний :

По физической природе: Механические; электромагнитные; смешанного типа — комбинации механических и электромагнитных колебаний.

Механические колебания бывают затухающими ( прекращающиеся с течением t ) и гармоническими ( колебания совершающиеся по закону sin или cos).

По характеру взаимодействия с окружающей средой: 

Вынужденные — колебания, протекающие в системе под влиянием внешнего периодического воздействия. Примеры: листья на деревьях, поднятие и опускание руки.                                                                                                                                                                                                      

Свободные (или cобственные) — это колебания в системе под действием внутренних сил, после того как система выведена из состояния равновесия (в реальных условиях свободные колебания всегда затухающие). Ярким примером свободных колебания является колебания груза, прикреплённого к пружине, или груза, подвешенного на нити.                                                                                                                                                      

Автоколебания — колебания, при которых система имеет запас потенциальной энергии, расходующейся на совершение колебаний (пример такой системы — механические часы).                                                                                                                                                                                              

Параметрические — колебания, при которых за счет внешнего воздействия происходит изменение какого-либо параметра колебательной системы.

Величины, характеризующее колебания:

Амплитуда — максимальное отклонение колеблющейся величины от некоторого усреднённого её значения для системы,А (м)                                            

Период — промежуток времени, через который повторяются какие-либо показатели состояния системы (система совершает одно полное колебание),Т (сек)

Частота — число колебаний в единицу времени,f (Гц, сек−1).

Период колебаний и частота — обратные величины!

 T=t/N (N-число оборотов__t-время)     ; Т=1/f ; f=1/T 

В круговых или циклических процессах вместо характеристики «частота» используется понятие круговая (циклическая) частота (рад/сек, Гц, сек−1), показывающая число колебаний за 2π единиц времени.

Смещение — отклонение тела от положения равновесия. Обозначение Х, Единица измерения - метр.

X=Xmax*cos(w*t + ỳ)

X=Xmax*sin(w*t + ỳ)

Радианы - обозначение (ỳ)

Фаза колебаний — определяет смещение в любой момент времени, то есть определяет состояние колебательной системы.(ٵ)                                   

Циклическая частота (w) — показывает изменение фазы колебаний, выраженное в радианах, за секунду времени.

w=2п/T ; w=2п*f.

Формула математического маятника:

T=2п*Sqr(l/g)

Формула пружинного маятника:

T=2п*Sqr(m/k)

                                                                                                                                                                               Воробьёв Руслан.