Коливальний рух. Вільні коливання. Амплітуда. Параметри коливального руху: період, частота, фаза

Індуктивність. Енергія магнітного поля струму.

Електричний струм, що проходить по провіднику, створює навколо нього магнітне поле. Магнітний потік Ф, що пронизує контур із цього провідника пропорційний модулю індукції. B магнітного поля всередині контура, а індукція магнітного поля, в свою чергу, пропорційна силі струму в провіднику. Коефіцієнт пропорційності L між І та Ф називають індуктивністю, або коефіцієнтом самоіндукції. L залежить від: 1) розмірів і форми провідника; 2) магнітних властивостей середовища.

Зміна струму системі, які багаторазово повторюються називають коливальним рухом. Вільними називаються коливання в системі, що виникають після виведення її із стану рівноваги і надаючи їй стану спокою.
Параметри гармонічних коливань:① амплітуда – найбільше відхилення від положення рівноваги.
② період – час одного повного коливання.
③ частота – кількість коливань за одиницю часу.
④ циклічна частота – кіл-сть коливань за 2π секунд.
⑤ фаза коливань – стан коливальної системи у будь-який момент часу.

21. Гармонічні коливання. Рівняння гармонічних коливань.
Гармонічні – це коливна величина змінюється за законом синуса або косинуса.
Рівняння гармонічних коливань: x = A sin(Ѡt+𝝋)
x = A cos(Ѡt+𝝋)

22. Математичний маятник. Формула гармонічних коливань.
Математичним маятником називають матеріальну точку, підвішену на невагомій і нерозтяжній нитці. Це ідеальна коливальна система. Якщо подібний маятник не можна вважати матеріальною точкою або не можна знехтувати вагою тіла і розтягом підвісу, то маятник називають фізичним. Такий маятник коливається подібно до математичного.
Період коливань математичного маятника .

23. Вимушені коливання. Резонанс. Автоколивальні системи.
Колива́ння — фізичний процес, під час якого чергуються інтервали збільшення й зменшення фізичної величини.
Автоколивання. Ще одним видом незагасальних коливань є автоколивання. Це коливання, які підтримуються внутрішніми джерелами енергії системи, коли не діє зовнішня періодична сила. Наприклад, настінний годинник з маятником або наручний механічний годинник - це механічні автоколивальні системи.У годинниках потенціальна енергія тягарця (або стиснутої пружини) поступово, окремими порціями передається маятнику і компенсує втрати на тертя. Можна спостерігати автоколивання струни під дією смичка, голосових зв'язок під час розмови або співу.
Вимушені коливання. Резонанс. Графік ідеалізованого власного коливання являє собою синусоїду або косинусоїду. Однак у будь-якій реальній коливальній системі, внаслідок неминучості дії сил тертя й опору, власні коливання згасають, тобто їх амплітуда зменшується з часом. Вимушені коливання можуть бути незгасаючими, якщо зовнішня дія буде компенсувати зменшення енергії в системі, викликане дією сил тертя й опору. Особливим проявом дії змушуючої сили є явище резонансу — стрімкого (різкого) зростання амплітуди вимушених коливань за умови збігу частоти власних коливань системи і частоти, з якою змінюється змушуюча сила.

24. Поширення механічних коливань у пружних середовищах. Поперечні та поздовжні хвилі. Довжина хвилі.
Хвилею називають процес поширення коливань у просторі з часом. Як і коливання, хвилі за своєю фізичною природою поділяють на механічні та електромагнітні. Механічна хвиля - це процес поширення механічних коливань у пружному середовищі. Прикладом найпоширеніших механічних хвиль є звук, хвилі на поверхні рідин. Джерело хвилі - це коливальна система, яка під час коливань передає частину своєї енергії в навколишнє середовище. Ця передача має місце, коли частинки навколишнього пружного середовища беруть участь у коливальному процесі джерела.
Якщо частинки пружного середовища коливаються в площині, перпендикулярній до напряму поширення хвилі y, то таку хвилю називають поперечною. Ця хвиля може поширюватися в твердих тілах або на поверхні рідин. Якщо частинки середовища коливаються в тій самій площині, в якій поширюється і сама хвиля, то хвилю називають поздовжньою. Така хвиля поширюється в твердих тілах, рідинах і газах.
Найкоротша відстань між точками хвилі, які коливаються в однакових фазах, називають довжиною хвилі l. Довжина хвилі дорівнює відстані, яку пробігає хвиля за один період.

25. Коливальний контур. Виникнення електромагнітних коливань у коливальному контурі.
Коливальний контур – це котушка індуктивності та конденсатор, з’єднанні між собою провідниками.
Електромагнітні коливання – це періодичні зміни значення електричного заряду сили струму та напруги в електричному полі.
Період власних коливань у коливальному контурі T=2π√LC.

26. Гармонічні електромагнітні коливання.
Коливання, які відбуваються за законом синуса або косинуса, називаються гармонічними коливаннями. Рівняння таких коливань має такий вигляд: координата тіла дорівнює добутку амплітуди на косинус циклічної частоти, помноженої на час. Величина, яка стоїть під знаком синуса або косинуса, називається фазою коливань. Вона визначає при заданій амплітуді стан коливальної системи у будь-який момент часу.

Дата добавления: 2015-05-24