КОЛЕБАНИЯ - процессы, в той или иной степени повторяющиеся во времени. Примеры колебаний: механические - колебания маятников, струн, зданий, мостов, корабля на воде и т. д.; Электрические (или электромагнитные) - колебания переменного тока и напряжения в цепи.
СВОБОДНЫЕ КОЛЕБАНИЯ или СОБСТВЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ - колебания, происходящие в отсутствии переменных внешних воздействий на колебательную систему и возникающие вследствие однократного внешнего воздействия, выводящего систему из равновесия. Например: однократный толчок покоящегося маятника; маятник придет в свободное колебательное движение.
ПЕРИОДИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ - колебания, при которых значения параметров колебательной системы, меняющихся во времени, в точности повторяются через равные промежутки времени. Например: идеальный механический маятник без трения; каждое его последующее колебание в точности повторяет предыдущее. Для описания периодических колебаний используются следующие характеристики:
ПЕРИОД КОЛЕБАНИЙ T - наименьший промежуток времени, через который повторяется состояние колебательной системы.
ЧАСТОТА КОЛЕБАНИЙ n - число полных колебаний в единицу времени; n = 1/T.
ЦИКЛИЧЕСКАЯ (КРУГОВАЯ, УГЛОВАЯ) ЧАСТОТА w = 2pn = 2p/T.
ГАРМОНИЧЕСКИЕ или СИНУСОИДАЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ - колебания, подчиняющиеся закону синуса (или косинуса).
Пусть мы рассматриваем периодические колебания величины s (например, это отклонение от положения равновесия в случае механических колебаний). Колебания будут считаться гармоническими, если
|
|
(1) |
где A - амплитуда колебаний (А = Smax= const > 0), t - время; аргумент синуса в (1) называется фазой колебаний; j0 - начальная фаза колебаний, то есть в момент t = 0. Вместо синуса можно написать косинус, который отличается от синуса только сдвигом фазы на p/2.
|
График гармонических колебаний
|
посмотреть колебания волны на осциллографе
(то есть зависимость s(t)) представляет собой обычную синусоиду (про "косинусоиду" говорят, что это тоже синусоида).
