Коливання
Періодичні процеси також називають коливальними рухами або просто коливаннями. Найбільш наочно коливальний рух можна представити за допомогою маятника. Рух маятника є прикладом механічного коливального руху. Звичайний маятник являє собою вантаж, підвішений на нитці (математичний маятник) або прикріплений до пружини (пружинний маятник). Математичний маятник називається так тому, що при вивченні його коливань доводиться, як це буває завжди в математичній фізиці (згадаймо Галілея), чим-небудь нехтувати. В даному випадку нехтують розміром підвішеного тіла і вагою нитки, на якій воно підвішене. Вважається, що розмір самого тіла набагато менше довжини нитки, а його вага набагато більше її ваги. В ідеалі тіло взагалі не має розмірів і являє собою нескінченно малу точку, а нитка абсолютно невагома. Так, звичайно, не буває, але для розрахунків така модель дуже зручна.
Математичний маятник. Процес коливання математичного маятника виглядає наступним чином (рис. 56). Відведемо вантаж на деяку відстань. Тоді на нього буде діяти сила тяжіння, спрямована вертикально вниз, і сила натягу нитки. В результаті складання цих сил вантаж буде здійснювати рух по дузі. Опинившись в найнижчій точці, він досягне положення рівноваги. Але він не зупиняється, а за інерцією продовжує свій рух по дузі, але вже піднімаючись вгору. Так як прискорення під час зниження і під час підйому рівні по модулю, висота цієї точки буде в точності дорівнює тієї, з якою маятник почав своє зниження. Тому весь процес руху повторюється, але у зворотному напрямку. При відсутності тертя ці коливання будуть тривати нескінченно.
Пружинний маятник. Пружинний маятник схожий за принципом дії на математичний, але замість гравітації в ньому діє сила пружності пружини. Якщо закріпити вантаж на горизонтальній пружині, а потім цю пружину розтягнути, то сила пружності буде пропорційна подовженню пружини (рис. 57). Під дією цієї сили вантаж почне рухатися вгору до положення рівноваги. Але, дійшовши до точки рівноваги, він не зупиниться, а буде по інерції продовжувати рухатися в протилежну сторону, стискаючи пружину. Пружна сила стискає пружину спочатку зупинить вантаж, а потім змусить його рухатися в зворотному напрямку, поки він не повернеться у вихідну точку.
Там на вантаж знову буде діяти сила розтягнутої пружини, і коливальний процес буде продовжуватися.
Related posts:
- Вільні коливання. Незатухаючі і затухаючі коливання Вільними або власними називаються такі коливання, які відбуваються в системі, наданій самій собі, після того як вона була виведена з положення рівноваги. Прикладом можуть служити коливання кульки, підвішеної на нитці. Для того щоб викликати коливання, потрібно або штовхнути кульку, або, відвівши в сторону, відпустити її. При поштовху кульці повідомляється кінетична енергія, а при відхиленні – […]...
- Вимушені і вільні коливання Частота коливань математичного маятника (або їх період) залежить від довжини нитки, на якій підвішений вантаж, і від прискорення вільного падіння в тому місці, де знаходиться маятник. Вона не залежить від маси вантажу й від амплітуди коливань. У цьому легко переконатися, проробивши простий досвід. Якщо підвісити на нитці вантаж певної маси, виміряти частоту хитань такого маятника, […]...
- Механічні коливання Коливання – це повторювані в часі зміни стану системи. Поняття коливань охоплює дуже широке коло явищ. Коливання механічних систем, або механічні коливання – це механічний рух тіла або системи тіл, яке володіє повторюваністю в часі і відбувається в околиці положення рівноваги. Положенням рівноваги називається таке положення системи, в якому вона може залишатися як завгодно довго […]...
- Маятник – приклад простого гармонійного руху Знайомство з простим гармонійним рухом проводилося нами на прикладі коливання вантажу, прикріпленого до пружної пружині. Ще одним типовим прикладом простого гармонійного руху є коливання математичного маятника (ідеалізованої системи, яка складається з невагомою нерастяжимой нитки, на якій підвішений вантаж, маса якого зосереджена в одній матеріальної точки). Маятник Спробуємо вивести аналогічні математичні формули, що описують просте гармонійне […]...
- Вільні коливання Вільні коливання (або власні коливання) – це коливання коливальної системи, які здійснюються тільки завдяки повідомленій енергії (потенційній або кінетичній) при відсутності зовнішніх впливів. Потенційна або кінетична енергія може бути повідомлена, наприклад, в механічних системах через початковий зсув або початкову швидкість. Тіла, що вільно коливаються, завжди взаємодіють з іншими тілами і разом з ними утворюють систему […]...
- Періодичний рух: обертання і коливання Поки я дивився прямо вгору (маятник припадав якраз наді мною), мені здалося, що він рухається. За хвилину враження підтвердилося. Хід маятника був короткий і, зрозуміло, повільний. Кілька миттєвостей я стежив за ним з деяким острахом, але скоріше з цікавістю. Нарешті, наскуча його похмурим хитанням, я вирішив озирнутися. Е. По. Колодязь і маятник Тепер познайомимося з […]...
- Механічні коливання (формули) Механічні гармонічні коливання, рівняння вільних коливань, вільні коливання вантажу на пружині, малі коливання математичного маятника і тд. Механічні гармонічні коливання: Рівняння вільних коливань: Вільні коливання вантажу на пружині: Малі коливання математичного маятника: Фізичний маятник: Добротність коливальної системи: Рівняння вимушених коливань:...
- Коливальний рух. Вільні коливання З одним із видів нерівномірного руху – рівноприскореним – ви вже знайомі. Розглянемо ще один вид нерівномірного руху – коливальний. Коливальні рухи широко поширені в навколишньому нас життя. Прикладами коливань можуть служити: рух голки швейної машини, гойдалок, маятника годин, вагона на ресорах і багатьох інших тел. На малюнку 52 зображені тіла, які можуть здійснювати коливальні […]...
- Гармонійні коливання Гармонійні коливання – коливання, що здійснюються за законами синуса і косинуса. На наступному малюнку представлений графік зміни координати точки з плином часу за законом косинуса. Амплітуда коливань Амплітудою гармонійного коливання називається найбільше значення зміщення тіла від положення рівноваги. Амплітуда може приймати різні значення. Вона залежатиме від того, наскільки ми змістимо тіло в початковий момент часу […]...
- Математичний маятник Математичний маятник – це модель звичайного маятника. Під математичним маятником – розуміється матеріальна точка, яка підвішена на довгій невагомою і нерозтяжної нитки. Виведемо кульку з положення рівноваги і відпустимо. На кульку діятимуть дві сили: сила тяжіння і сила натягу нитки. При русі маятника, на нього ще буде діяти сила тертя повітря. Але ми будемо вважати […]...
- Вимушенні коливання Через наявність тертя вільні коливання поступово затухають і через деякий час припиняються. Щоб загасання не було, на нестійке тіло повинно періодично впливати який-небудь зовнішній тіло. Наприклад, хвиля, піднімати і опускати буйок (рис. 7.7), рука людини, що підштовхує гойдалки (рис. 7.8). При цьому коливання гойдалок або буйка перестають бути вільними. Їх називають вимушеними. Коливання, що відбуваються […]...
- Вільні електромагнітні коливання в коливальному контурі Коливальний контур – це електричний ланцюг, що містить індуктивність L, ємність С і опір R, в якій можуть збуджуватися електричні коливання. Коливальний контур – один з основних елементів радіотехнічних систем. Розрізняють лінійні і нелінійні коливальні контури. Параметри R, L і С лінійного коливального контуру не залежать від інтенсивності коливань, а період коливань не залежить від […]...
- Закон Гука Як пов’язана сила пружності з деформацією? Розтягуючи пружину, можна помітити, що чим деформація пружини, тим більше сила пружності. Це – спостереження. Воно показує, що за величиною деформації можна судити про силу пружності, тобто деформація може бути мірою сили. Щоб знайти співвідношення між деформацією пружини і силою пружності, треба поставити досвід. Поставимо досвід Виміряємо подовження пружини, […]...
- Вільні і вимушені коливання Коливання, які відбуваються з постійною в часі амплітудою, називаються незатухаючими коливаннями. Прикладами таких коливань служать коливання математичного і пружинного маятників, які відбуваються в відсутність сил тертя. Коливання, які викликані короткочасним зовнішнім збудженням, називаються вільними, або власними. Вони відбуваються під дією внутрішніх сил, які виникають в самій системі. Власні коливання – це коливання, які відбуваються за […]...
- Основні поняття теорії коливань Коливання – це процеси, які мають яку або ступінь повторюваності в часі. Вільні (власні) коливання – це коливання, які надають самі собі системи, викликані первинним короткочасним зовнішнім збудженням. Коливальна система – це така система, яка здатна виробляти вільні коливання. Коливальна система відповідає таким умовам: 1) необхідно становище стійкої рівноваги; 2) необхідний фактор, який не дозволяє […]...
- Електромагнітні коливання і хвилі: визначення Коливання – це рухи або стану, повторювані в часі. У фізиці є коливання 2х типів – механічні і електромагнітні, а також їх комбінації. Це пов’язано з тим, що гравітаційні й електромагнітні взаємодії є дуже важливими в життєдіяльності людини. Справа в тому, що звук і світло, є коливаннями щільності і тиску повітря (звук) і дуже швидкими […]...
- Вимушені коливання Коливання, що здійснюються тілом під дією зовнішньої періодично перемінної сили, називаються вимушеними коливаннями. Коливання, що здійснюються тілом під дією зовнішньої періодично змінюється сили, називаються вимушеними коливаннями. Зовнішня періодично змінюється сила називається змушує силою. Прикладами вимушених коливань є тряска автомобіля, що рухається по нерівній дорозі, вібрації кормовій частині судна, пов’язані з роботою гребного гвинта, рух гойдалок, […]...
- Чому для вимірювання сил можуть використовувати пружини? Пружини – це механічні пристрої, розтягуються і стискуються відповідно до вельми простим законом. Вперше сформульований в 1678 році англійським фізиком Робертом Гуком, цей закон, зазвичай званий законом Гука, стверджує, що пружини деформуються пропорційно діють на них силам. Простіше кажучи, чим більше сила, растягивающая або стискаюча пружину, тим сильніше пружина буде розтягуватися або стискатися. Якщо навантаження […]...
- Коливальні рухи Коливаннями у фізиці називають не лише періодичні або майже періодичні рухи тіл, коли нестійке тіло багаторазово повторює один і той же рух туди і назад навколо певного положення, а й надають цьому поняттю більш широкий зміст. Під коливаннями розуміють всякий періодичний або приблизно періодичний процес, в якому значення тієї чи іншої фізичної величини повторюється точно […]...
- Вимушені електромагнітні коливання – формули До цього моменту мова йшла про вільні коливання, які відбуваються в результаті власних сил розглянутої ланцюга. Зараз же мова піде про контурі, на який діє зовнішня сила. Такі коливання називаються змушеними. Щоб отримати такі коливання, ланцюг повинна бути підключена до джерела струму, який відбувається гармонійні коливання. При цьому частота джерела струму повинна збігатися з частотою […]...
- Вимушені електромагнітні коливання Як і у випадку механічних коливань, вимушені електромагнітні коливання проявляються при наявності зовнішньої періодично змінюється сили. Як і у випадку механічних коливань, вимушені електромагнітні коливання проявляються при наявності зовнішньої періодично змінюється сили. Такі коливання проявляються, наприклад, при наявності в ланцюзі періодичної електрорушійної сили. Змінна ЕРС індукції виникає в дротяної рамки з декількох витків, обертається в […]...
- Похила площина як простий механізм Похила площина являє собою плоску поверхню, розташовану під тим чи іншим кутом до горизонталі. Вона дозволяє підняти вантаж з меншою силою, ніж якби цей вантаж піднімався вертикально вгору. На похилій площині вантаж піднімається вздовж цієї площини. При цьому він долає більшу відстань, ніж якби піднімався вертикально. Причому у скільки разів відбувається виграш у силі, в […]...
- Резонанс і резонансні коливання Чи чули ви про те, що загін солдатів, переходячи міст, повинен перестати марширувати? Солдати, які йдуть до цього в ногу, перестають це робити і починають йти вільним кроком. Такий наказ віддається командирами зовсім не з метою дати солдатам можливість помилуватися місцевою красою. Це робиться для того, щоб солдати не зруйнували міст. Але який тут зв’язок? […]...
- Коливальний рух Коливальним рухом (коливаннями) називають всякий процес, який має властивість повторюваності в часі (рис. 1). Періодичним називається рух, при якому фізичні величини, що характеризують коливальну систему, через рівні проміжки часу приймають одні і ті ж значення. При періодичному коливальному рух тіло (матеріальна точка) переміщається поблизу стійкого положення рівноваги, відхиляючись то в одну, то в іншу сторону. […]...
- Коливання системи хижак-жертва Ще в 20-х рр. А. Лотка (Lotka, 1925), а дещо пізніше незалежно від нього В. Вольтерра (1976) запропонували математичні моделі, які описують пов’язані коливання чисельності популяцій хижака і жертви. Розглянемо найпростіший варіант моделі Лотки-Вольтерри. Якщо припустити, що популяція жертв в відсутність хижака зростає експоненціально, а прес хижаків гальмує цей ріст, причому смертність жертв пропорційна частоті […]...
- Маятник натомився – Володимир Свідзинський Маятник натомився. День, ніч, Літо, зима – Дебелу тишу гойдай, гойдай! Маятник дихає, як ранений. А чом я не чув його брязку, Як моя дівчинка була зо мною? Бувало, Вона лягає, А я приходжу прочитати їй казку. День, ніч, Літо, зима, Час на часу не стоїть. Пожовкли прочитані книги, По закутках снядіє чорне, Павук угортає […]...
- Зв’язок між силою тяжіння і масою тіла: динамометр По різному Чи Земля притягує тіла? По-різному вона тягне нас, сумку з продуктами у нас в руці і машину, на якій ми приїхали з супермаркету? Тобто, кажучи фізичними термінами, чи є зв’язок між масою тіла і силою тяжіння? Зв’язок між масою тіла і силою тяжіння сама, що ні на є, пряма. Зв’язок між силою тяжіння […]...
- Параметричні коливання. Гойдалки З дитинства всі добре знайома і багатьма улюблена така старовинна забава як гойдалки. Тренувань на цьому снаряді надає великого значення навіть льотчики і космонавти. Коли малюка, який сидить на гойдалці, розгойдує хтось із старших, що стоїть поруч, то такий механізм розгону і підтримки коливань нами детально вивчений – це вимушені коливання під дією зовнішньої періодичної […]...
- Коливальний контур Коливальний контур – це замкнутий контур, утворений послідовно з’єднаними конденсатором і котушкою. Коливальний контур є найпростішою системою, в якій можуть відбуватися електромагнітні коливання. Зарядимо конденсатор, підключимо до нього котушку і замкнемо ланцюг. Почнуться вільні електромагнітні коливання – періодичні зміни заряду на конденсаторі і струму в котушці. Вільними, нагадаємо, ці коливання називаються тому, що вони відбуваються […]...
- Кінетична енергія Потрапив фізик до лікарні після автокатастрофи. Лежить і марить: – Добре, що навпіл. Добре, що навпіл. Добре, що навпіл. – Що навпіл? – Запитує лікар. – Добре, що кінетична енергія Ем-Ве-Квадрат НАВПІЛ!!! Анекдот Отже, коли тіло падає з висоти, його потенційна енергія постійно зменшується, тому що постійно зменшується його висота над поверхнею Землі. Але ми […]...
- Джерела звуку та звукові коливання Перш ніж зрозуміти, які джерела звуку бувають, задумайтеся, що таке звук? Ми знаємо, що світло – це випромінювання. Відбиваючись від предметів, це випромінювання потрапляє до нас в очі і ми можемо його бачити. Смак і запах – це маленькі частинки тіл, які сприймають наші відповідні рецептори. А звук це що за звір? Звуки передаються по […]...
- Водіям велосипеда забороняється Рухатися при несправності гальмівної системи, рульового управління; їздити на велосипеді, не тримаючись за руль хоча б однією рукою; перевозити пасажирів, крім дитини у віці до 7 років, на додатковому сидінні, обладнаному надійними підніжками; перевозити вантаж, який виступає більш ніж на 0,5 м по довжині або ширині за габарити велосипеда або заважає управлінню; рухатися по проїжджій […]...
- Механічні коливання серця Існують різні методи дослідження серця, в основі яких лежать механічні періодичні процеси. Баллістокардіографія (БКГ) – метод дослідження механічних проявів серцевої діяльності, заснований на реєстрації пульсових мікропереміщень тіла, обумовлених викиданням поштовхом крові з шлуночків серця у великі судини. При цьому виникає явище віддачі. Тіло людини поміщають на спеціальну рухому платформу, розташовану на масивному нерухомому столі. Платформа […]...
- Свідомість і гамма-коливання Останнім часом знову відродився інтерес до проблеми фізіологічних механізмів обробки інформації в свідомості. З розділу 1.4.2 ви пам’ятаєте, що свідомість (точніше, його алгоритми) реалізується, спираючись на фізіологію – матерію. Як це відбувається? На ХХVI Міжнародному психологічному конгресі, що відбувся в 1996 році в Монреалі (Канада), проблеми свідомості був присвячений спеціальний симпозіум “Нейрофізіологія свідомості”. Однією з […]...
- Коливання швидкості Землі Одні з найбільш характерних ознак космічних явищ – правильна повторюваність, циклічність. Наприклад, обертання Землі навколо своєї осі і Сонця. Але, для астрономів вже давно не є секретом, що тривалість земної доби поступово збільшується. Тоді, чому існують такі коливання швидкості Землі? Наприклад, підраховано, що у віддалені часи добу були набагато коротше сучасних і що через кілька […]...
- Варненський планетарій Варненський планетарій розташовується в центральній частині міського парку. У 1960 році, в еру початку польотів в космос, в р Варна був створений клуб астрономії та астронавтики. Два роки по тому, за підсумками проведеного в місті XIII конгресу Міжнародної федерації авіації і космонавтики, висувається ініціатива побудувати в Варні першу астрономічну обсерваторію. У 1963 р в розпорядження […]...
- Складання двох сил, спрямованих по одній прямій У більшості випадків, з якими ми зустрічаємося в житті, на тіло діє не одна, а відразу декілька сил. Так, наприклад, на парашутиста, що спускається на землю, діють сила тяжіння і сила опору повітря. На тіло, що висить на пружині, діють дві сили: сила тяжіння і сила пружності пружини. У кожному подібному випадку можна замінити кілька […]...
- Енергія пружини Вага дорівнює силі тяжіння. Тому при підвішуванні тіла до пружинним ваг прилад показує його вагу. На відміну від динамометра важільні ваги показують не вага тіла, а його масу. У чому тут різниця. Якщо, наприклад, на Місяці підвісити до пружинним ваг гирю вагою 240 Н, то стрілка покаже всього 40 Н, так як гравітація Місяці в […]...
- Фізика електричного опору А зараз давайте подумаємо ось про що. Нехай до кінців провідника докладено постійна напруга U. Тоді на вільні заряди провідника діє сила з боку стаціонарного електричного поля. Раз є сила – значить, ці заряди повинні рухатися з прискоренням; швидкість їх спрямованого руху буде збільшуватися, а разом з нею буде зростати і сила струму. Але закон […]...
- Сила – вектор. Еталон сили Спостерігаючи прискорення, одержувані яким-небудь тілом під дією різних сил, ми помітимо, що прискорення можуть виявитися різними як за величиною, так і за напрямком. Значить, сили можна розрізняти за величиною і за напрямком: сила є векторна величина. Для вимірювання величини сили необхідно, по-перше, вибрати еталон сили і, по-друге, встановити спосіб порівняння інших сил з еталоном, т. […]...