Классы
Предметы

Колебательное движение. Свободные колебания. Колебательные системы (Ерюткин Е.С.)

Этот видеоурок доступен по абонементу
Подробнее об абонементе, платных и бесплатных уроках

У вас уже есть абонемент? Войти

Оплатить абонементот 75 руб. в месяц
У вас уже есть абонемент? Войти
Колебательное движение. Свободные колебания. Колебательные системы  (Ерюткин Е.С.)

Тема данного урока «Колебательное движение. Свободные колебания. Колебательные системы». Вначале дадим определение нового вида движения, который мы начинаем изучать, – колебательного движения. Рассмотрим в качестве примера колебания пружинного маятника и определим понятие свободных колебаний. Также изучим, что такое колебательные системы и обсудим условия, необходимые для существования колебаний.

Колебания. Определение

Мы начинаем изучение новой темы, которая будет посвящена колебаниям, колебательному движению, волнам, в рамках этой темы мы рассмотрим и такое явление, как звуковые волны. Что же такое колебательное движение, что такое свободные колебания. Итак, что такое колебание?

Определение: колебаниями называют повторяющийся с течением времени, какой-либо процесс.

Колебания – самый распространенный вид движения в природе. Если касаться вопросов, [связанных с механическим движением, то это самый распространенный вид механического движения. Обычно говорят так: движение, которое с течением времени полностью или частично повторяется, называется колебанием.

Примеры колебаний: колебание качелей, шевеление листьев от ветра, качание деревьев под воздействием того же ветра. Или маятник в часах. А еще любое движение человеческого тела: тоже с течением времени повторяется и его тоже можно отнести к колебательным движениям.

колебание

Рис. 1. Примеры

колебаний Наиболее распространенными механическими колебательными системами являются:

Грузик, закрепленный на пружине, т.н. пружинный маятник.

пружинный маятник

Рис. 2. Пружинный маятник

Математический маятник. Массивное тело, подвешенное на нити.

математический маятник

Рис. 3. Математический маятник

Условия, необходимые для колебаний

Рассмотрим условия, необходимые для существования колебаний:

Наличие колебательной системы

Точка равновесия Запасы энергии Малое значение сил трения

Во-первых, наличие колебательной системы, о которой мы только что упоминали. Это те самые маятники. В общем случае обычно говорят, что колебательная система – это система, в которой могут существовать колебания. Еще одно важное условие: у любой колебательной системы, маятника должна быть точка равновесия, устойчивого равновесия.

Примеры колебательных систем

Рис. 4. Примеры колебательных систем

Именно вокруг этой точки и совершаются колебания.

точка равновесия

Рис. 5. Наличие положения равновесия

Еще одно условие: в колебательной системе должны быть обязательно запасы энергии, которые приводят к тому, что совершаются колебания. Ведь колебания сами по себе не могут совершаться, мы должны вывести систему из равновесия, чтобы происходили эти колебания. Сообщить энергию этой системе, чтобы потом колебательная энергия превращалась в то движение, которое мы рассматриваем. И напоследок то, что сила трения в колебательной системе должна быть невелика. Если эта сила трения будет большой, то о колебаниях речи идти не может.

Свободные колебания

В заключение скажем: если данному маятнику, колебательной системе сообщили энергию, то колебания, происходящие в результате такого действия, будут называться свободными. Свободные колебания еще называют собственными колебаниями данной колебательной системы, данного маятника. Свободные колебания являются затухающими. Если никакая дополнительная сила не вынуждает двигаться тело, колебания прекращаются.

 

Список дополнительной литературы:

Кикоин А.К. О законе колебательного движения // Квант. — 1983. — № 9. — С. 30-31. Кикоин И.К., Кикоин А.К. Физика: Учеб. для 9 кл. сред. шк. – М.: Просвещение, 1992. – 191 с. Черноуцан А.И. Гармонические колебания – обычные и удивительные // Квант. — 1991. — № 9. — С. 36-38.