Механические колебания

Тема 2.

Многие процессы, происходящие как в природе, так и в организме являются колебательными. Например: вращение тела вокруг оси, качание маятника часов, колебания струны или ножек камертона и т.д. Внутри живого организма непрерывно происходят разнообразные колебательные процессы: сокращения сердечной мышцы, печень совершает собственные колебания и даже психика людей подвержена колебаниям.

Основные определения и характеристики колебательного процесса.

Колебательными процессами называются процессы, которые точно или почти точно повторяются через одинаковые промежутки времени.

В зависимости от характера воздействия на колеблющуюся систему выделяют свободные (или собственные) колебания, вынужденные колебания и автоколебания.

Свободные (или собственные) колебания – это колебания, которые совершаются без внешних воздействий за счет первоначально накопленной энергии.

Среди возможных видов свободных колебаний, простейшими являются гармонические колебания.

Гармонические колебания - это колебания, при которых колеблющаяся величина изменяется по закону синуса или косинуса.

Смещение ()- расстояние от материальной точки до положения равновесия в каждый заданный момент времени, 1 м

Амплитуда - наибольшее смещение материальной точки от положения равновесия.

Период колебаний – время, в течение которого совершается одно колебание. с.

Частота колебаний - число колебаний в единицу времени, Гц. Связь между частотой и периодом: .

Круговая частота - число колебаний за 2p секунд. , рад/с.

Возвращающая сила () - сила, стремящаяся вернуть тело в положение равновесия, и является равнодействующей всех сил, действующих в самой системе, совершающей колебания.

,

где - коэффициент пропорциональности.

Свободные г армонические незатухающие (идеальные) колебания.