💡21.05.2024 / Механические колебания

Без Андрея Сергеевича

Механические колебания

Механические колебания — это физический процесс, который повторяется через одинаковое количество времени.

Виды колебаний

1. Свободные колебания

2. Вынужденные колебания — воздействия внешней силы

Основные параметры колебаний

• Амплитуда — наибольшее смещение от положения равновесия.

• Период — время одного полного колебания.

• Частота колебаний — число колебаний за единицу времени.

• Фаза — физическая величина, которая определяет отклонение от положения в данный момент времени.

• Резонанс — это явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при совпадении частоты внешней силы с собственной частотой системы.

Рис. 1

$$\frac{t}{N}=T$$

t — Время

N - кол-во колебаний

$\frac{1}{T}=V$

V - частота (Гц)

$$\frac{1}{С} = С^{-1} = \text{Гц}$$

$$\Phi = \omega \cdot t$$

$$\omega = 2 \pi V$$

$$T = 2 \pi \sqrt{\frac{m}{k}}$$

m - Масса k - Жёсткость

$$T = 2pi * \sqrt{\frac{l}{g}}$$

l - длина нити g - ускорение падения

Задача

---

Дано:

• $k$ (жёсткость пружины) = 250 Н/м

• $n$ (количество колебаний груза на пружине) = 20 колебаний

• $t$ (время колебаний груза) = 16 с

1. Определим период колебаний груза на пружине: $T = \frac{t}{n} = \frac{16}{20} = 0.8 , с$

2. Вычислим массу груза на пружине: $T = 2π \times \sqrt{\frac{m}{k}}$ $m = \left(\frac{T}{2π}\right)^2 \times k = \sqrt{\frac{0.8}{(2 \times 3.14)}^2 \times 250} = 4.06   кг$

Ответ: Масса груза на пружине составляет

---

Кто впервые описал явление резонанса?

Ответ: Галилео Галилеем

Какое открытие совершил гюйгенc?

Первая известность пришла к Гюйгенсу, когда он открыл кольца Сатурна (Галилей их тоже видел, но не смог понять, что это такое) и спутник этой планеты, Титан. В 1657 году Гюйгенс получил голландский патент на конструкцию маятниковых часов.

Что такое продольные волны?

Продольными волнами называются волны, в которых колебания совершаются вдоль направления распространения. Примером таких волн могут быть акустические (упругие) волны, в редких случаях существуют примеры продольных электромагнитных волн (в сильно диспергирующих средах).

Что такое поперечные волны?

Поперечные волны - это волны, которые колеблются перпендикулярно к направлению, в котором они движутся.