Свободные колебания

Свободные колебания: гармонические и затухающие колебания

МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ

Внутри любого живого организма и в окружающей его среде непрерывно происходят разнообразные повторяющиеся процессы, например, работа сердца, движение маятника. Все эти явления подчиняются общим закономерностям, которые рассмотрим на примере механических колебаний.

Колебания — это движения или изменения состояния, обла­дающие той или иной степенью повторяемости.

Система из нескольких взаимодействующих тел, в которой могут происходить колебания, называется колебательной систе­мой. Для колебательной системы характерно наличие состояния равновесия — такого взаимного расположение тел, которое при отсутствии внешнего воздействия может сохраняться сколь угодно долго. Для возбуждения колебаний необходимо вывести систему из равновесного состояния. Это можно сделать двумя способами:

• однократным внешним воздействием отклонить одно или не­сколько тел системы от равновесного положения;

• однократным внешним воздействием сообщить одному или не­скольким телам системы начальные скорости.

Свободными механическими колебаниями называют коле­бательные движения системы, выведенной из положения равно­весия вследствие начального смещения или сообщения начальной скорости.

Такие колебания совершаются при отсутствии внешнего воз­действия за счет первоначально накопленной энергии. Свободные

колебания возможны только в том случае, когда при отклонении тела от равновесного положения возникает сила, направленная в сторону положения равновесия. Такую силу называют возвра­щающей.

Пример

Колебательными движениями являются движения при свобод­ных качаниях гимнаста в висе (вис — это положение тела, при котором гимнаст располагается плечами ниже опоры, удержива­ясь руками или ногами) на перекладине. При движении его вниз момент силы тяжести относительно оси перекладины ускоряет дви­жение. Во время движения вверх момент силы тяжести замедляет движение, так как действует ему навстречу.

Дата добавления: 2015-05-09