Превращение энергии при колебательном движении
Параметры колебательного движения 1. Смещение х - отклонение колеблющейся точки от положе­ния равновесия в данный момент времени (м). 2. Амплитуда хмax - наибольшее смещение от положения равновесия (м). Если колебания незатухающие, то амплитуда постоянна. 3. Период Т — время, за которое совершается одно полное колебание. Выражается в секундах (с). 4. Частота — число полных колеба­ний за единицу времени. В СИ измеряется в герцах (Гц).Частота колебаний равна одному герцу, если за 1 секунду совершается 1 полное колебание. 1 Гц= 1 с-1. 5. Циклической (круговой) частотой периодических колебаний наз. число полных колебаний, которые совершаются за 2 единиц времени (секунд). Единица измерения – с-1. 6. Фаза колебания - - физическая величина, определяющая смещение x в данный момент времени. Измеряется в радианах (рад).Фаза колебания в начальный момент времени (t=0) называется начальной фазой ( 0).
Гармонические колебания Колебания, при которых изменения физических величин происходят по закону косинуса или синуса Выражение, стоящее под знаком cos или sin, наз. фазой колебания: Фаза колебания измеряется в радианах и определяет значение смещения (колеблющейся величины) в данный момент времени. Амплитуда колебания зависит только от начального отклонения
Скорость при гармонических колебаниях. Согласно определению скорости, скорость – это производная от координаты по времени Таким образом, мы видим, что скорость при гармоническом колебательном движении также изменяется по гармоническому закону, но колебания скорости опережают колебания смещения по фазе на /2. Величина - максимальная скорость колебательного движения (амплитуда колебаний скорости). Следовательно, для скорости при гармоническом колебании имеем:
Ускорение при гармонических колебаниях
Свободные колебания математического маятника
Период колебания
Свободные колебания пружинного маятника Тогда согласно второму закону Ньютона, учитывая знаки проекций, получим: Но , тогда: . Или - ускорение тела, колеблющегося на пружине, не зависит от силы тяжести, действующей на это тело. Сила тяжести только приводит к изменению положения равновесия. Выразим ускорение:
Период колебания
Основные понятия Вибратор – колеблющееся тело, источник волны.
Поперечная волна
Продольная волна