Аналогия механических и электромагнитных колебаний

Мы видим, что энергия электрических и магнитных полей в колебательном контуре изменяется аналогично потенциальной и кинетической энергии механической системы:

На рисунке 2.5 изображены графики зависимости энергий механической и электрической систем от времени в сравнении с изменениями x или Q от времени в долях периода при φ ₀ = 0.

2.6 Понятия «начальной фазы» и «начала колебаний»

Момент времени t = 0 в общем случае может не являться началом колебаний, он представляет собой только начало отсчета времени, зависящее от экспериментатора. Если понятие «начала колебания» не связывать с возникновением процесса колебаний, который мог начаться раньше и не обязательно из крайнего положения или положения равновесия, и учитывая то, что теоретическая синусоида или косинусоида не имеет ни начала, ни конца, то в общем случае гармонические колебания можно графически представить так, как показано на рисунке 2.6:

На рисунке 2.6 изображена зависимость х (t) или по аналогии q (t) в общем случае. Под осью абсцисс отложены значения времени t, над осью – угол, являющийся аргументом синуса или косинуса в законе колебаний , который называется фазой колебания.

Фаза колебаний – это угловая мера времени, прошедшего с начала колебаний.

В момент времени t = 0 все характеристики величин называются «начальными». Так, фаза в момент времени t = 0 - начальная фаза φ ₀, смещение x, q и т.д. – начальные условия. Зная начальные условия можно найти амплитудные значения величин и начальную фазу колебаний.

Итак, в закон гармонических колебаний входят величины: смещение, амплитуда, фаза; в последнюю входят циклическая (круговая) частота, время и начальная фаза. Эти величины имеют фундаментальное значение во всей теории колебательных и волновых процессов. Метод описания колебаний всевозможных систем состоит в написании и решении основного уравнения (типа ), основанного на применении законов динамики для механических систем и второго закона Кирхгофа для электрических систем.