Выведенная из состояния равновесия колебательная система совершает свободные колебания с определенной частотой, поэтому её называют собственной частотой колебательной системы. Для пружинного маятника собственная частота колебаний определяется как корень квадратный из отношения жесткости пружины к массе груза. Собственная частота математического маятника равна корню квадратному из отношения ускорения свободного падения к длине маятника.
Уравнение колебаний тела
под действием силы упругости
X
Уравнение движения
математического маятника
l
A
O
X
Ускорение точки — это производная
её скорости по времени или вторая
производная координаты по времени.
Уравнение зависимости координаты тела,
совершающего колебания, от времени
Изменение координаты точки со временем
по закону косинуса
Периодические изменения физической
величины в зависимости от времени,
происходящие по закону синуса или
косинуса, называются гармоническими
колебаниями.
Амплитудой гармонических колебаний
называется максимальное расстояние, на
которое
тело отклоняется от положения
равновесия.
Время одного полного колебания
называют периодом колебаний.
1 Герц (Гц) – частота такого
Частотой колебаний называется
колебательного движения, при котором
число колебаний за единицу времени.
колеблющееся тело совершает одно
полное колебание за одну секунду.
Циклическая или круговая
частота — величина, которая
показывает, сколько колебаний тело
совершает за 2π секунд.
Собственная частота
пружинного маятника
Собственная частота
пружинного маятника
Уравнение зависимости координаты тела,
совершающего колебания, от времени
Период колебаний тела
под действием силы упругости
X
Уравнение движения
математического маятника
(рад
)
Фаза колебаний — это
произведение циклической частоты
колебаний на время.
Фаза определяет
значение координаты
и других физических величин,
изменяющихся также по
гармоническому закону.
Полная механическая энергия
В реальных колебательных
системах с течением времени
максимальные отклонения тела от
положения равновесия становятся
всё меньше и меньше.
После того, как запас механической
энергии окажется исчерпанным,
колебания прекратятся совсем.
Любые свободные колебания
являются затухающими.