Общие представления о колебательных процессах

Лекция 5

Глава 2. Колебания.

Колебания и волны играют важную роль в окружающем мире. Распространение звука, света, радио- и телевизионных сообщений производится с помощью волн. Ход часов, раскачивание на качелях, качка корабля – это колебательные процессы. Разрушение различных конструкций при землетрясениях связано с колебаниями земных слоев, которые передаются зданиям и сооружениям и вызывают в них огромные внутренние напряжения. Воздушные и морские катастрофы нередко вызываются большими колебаниями, возникающими в корпусе корабля или крыльях самолета.

Исследование характера колебаний, их природы и причин является одним из разделов физики.

Опр. 2.1.1 Колебаниями называются движения или процессы, которые характеризуются определенной повторяемостью во времени.

Величины, которые изменяются со временем, могут иметь различный физический смысл: отклонение маятника часов от положения равновесия, сила тока в цепи, температура в помещении или на улице. Колеблющиеся величины могут иметь и нефизический смысл: цена сельскохозяйственных продуктов изменяется в зависимости от времени года, количество и интенсивность различных заболеваний нередко имеют периодический характер (эпидемии гриппа). В этой главе рассматриваются колебания, имеющие физическую природу, хотя многие выводы останутся в силе для любых видов колебаний.

Виды:

механические (качания маятников, движение пружины, закрепленной одним концом, если ее сжать или растянуть, а затем отпустить, движения поршней двигателей внутреннего сгорания, колебания струн, стержней и пластин, вибрации фундаментов),

электромагнитные ( переменный ток в электрической цепи, колебание тока в колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, изменение векторов Е и Н электрического и магнитного полей в электромагнитной волне) …

Характеризуют периодическое колебательное движение: амплитуда, период и частота колебаний.

Опр. 2.1.2 Колебания наз. периодическими, если значения физических величин, изменяющихся в процессе колебаний, повторяются через равные промежутки времени.

Т.е. функция называется периодической, если существует число такое, что для любых t справедливо равенство ,

где период колебаний – наименьший промежуток времени, по истечении которого повторяются определенные состояния системы, совершающей гармонические колебания. За это время совершается одно полное колебание.

Опр. 2.1.3. частота колебаний – число полных колебаний, совершаемых за единицу времени, .

Единица линейной частоты – герц (Гц): это частота периодического процесса, при котором за одну секунду совершается один цикл процесса. Размерность частоты .

Дата добавления: 2014-01-11