Физика 11 класс. Свободные вынужденные автоколебания
 Скачать 2.25 Mb.
|
|
Механические колебания – это движения, которые точно или приблизительно повторяются через определенные интервалы времени. По характеру физических процессов в системе, которые вызывают колебательные движения, различают три основных вида колебаний: свободные вынужденные автоколебания Свободные колебания – это колебания, которые возникли в системе под действием внутренних сил, после того, как система была выведена из положения устойчивого равновесия. В системе возникают свободные колебания при выполнении двух условий: при выведении тела из положения равновесия должна возникнуть сила, направленная в сторону положения равновесия; трение в системе должно быть достаточно мало. Вынужденные колебания – это колебания, которые происходят под действием внешней, периодически изменяющейся силы. Автоколебаниями называются незатухающие колебания, которые могут существовать в системе без воздействия на неё внешних периодических сил. Маятниковые часы Часы с балансиром. Спусковой механизм часов: 1 — балансир; 2 — анкерная вилка; 3 — спусковое колесо УРАВНЕНИЕ ДВИЖЕНИЕ ГРУЗА, ПОДВЕШЕННОГО НА ПРУЖИНЕFупр. G Fупр. G 0 x - условие равновесия - возвращающая сила - собственная частота маятника - уравнение движения маятника Тело, подвешенное на пружине и совершающее колебания вдоль вертикальной оси под действием силы упругости пружины, называется пружинным маятником УРАВНЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МАЯТНИКАПри малых углах Уравнение движения математического маятника Математический маятник - подвешенный на тонкой невесомой нити груз, размерами которого можно пренебречь по сравнению с размерами нити. s – длина дуги, l - длина маятника Периодические изменения физической величины в зависимости от времени, происходящие по закону синуса или косинуса, называются ГАРМОНИЧЕСКИМИ КОЛЕБАНИЯМИ φ t x xm xm 0 π/2 T/4 π 3π/2 2π T/2 3T/4 T x = xm sin(ω0 t + φ0) уравнение гармонического колебания xm – модуль максимального смещения точки от положения равновесия называется амплитудой; Т – время одного полного колнбания называется периодом; Т = t/n, где n – число полных колебаний x – смещение точки от положения равновесия в данный момент времени. φ – фаза колебаний, которая определяет состояние колебательной системы в любой момент времени; φ = ѡ0t + φ0 [φ] = рад число колебаний в единицу времени называется частотой; ѵ = 1/Т – линейная частота колебаний ѵ = n/t [ѵ] = 1/c = 1 Гц (Герц) Ѡ0 =2π/Т – циклическая частота колебаний [ѡ0] = рад/с Затухающими наз. колебания, энергия (а значит, и амплитуда) которых уменьшается с течением времени. Затухание свободных механических гармонических колебаний связано с убыванием механической энергии за счет действия сил сопротивления и трения. Резонанс – это резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний. Резонанс возникает только в том случае, когда частота собственных колебаний совпадает с частотой вынуждающей силы. соб= вын |