Колебания и волны

Колебания и волны

Содержание

1. Колебания

1.1. Периодическое колебания…1

1.2. Свободныеколебания…1

1.3. Колебаниямаятника…2

1.4.Гармонические колебания…3

1.5. Динамикагармонических колебаний…4

1.6. Периодколебаний…5

1.7. Сдвиг фаз…6

1.8.Вынужденные колебания…6

2. Волны…6

2.1.Поперечные волны …7

2.2.Продольные волны в столбе воздуха…7

2.3. Звуковыеколебания…8

2.4.Акустический резонанс…9

2.5. Шумы …9

2.6. Волны наповерхности жидкости…10

2.7. Скоростьраспространения волн…11

2.8. Различныелокации…11

2.9. Отражениеволн…11

2.10.Передачаэнергии волнами…12

Список используемой литературы…13

.

1. Колебания.

1.1. Периодическиеколебания.

Частовстречаются повторяющиеся движения среди всевозможных совершающихся вокруг насмеханических движений. Любое равномерное вращение является повторяющимся движением: при каждом обороте всякая точка равномерно вращающегося тела проходит те жеположения, что и при предыдущем обороте, причем в такой же последовательности ис такой же скоростью.

Не всегда и непри любых условиях повторение совершенно одинаково. В одних случаях каждыйновый цикл очень точно повторяет предыдущий, в других случаях различие междуследующими друг за другом циклами может быть заметным. Отклонения от совершенноточного повторения очень часто настолько малы, что ими можно пренебречь и считатьдвижение повторяющимся вполне точно, т. е. считать его периодическим, то естьдвижением, у которого каждый цикл в точности воспроизводит любой другой цикл.

Периодомназывается продолжительность одного цикла. Значит периодравномерного вращения равен продолжительности одного оборота.

1.2. Свободныеколебания.

Колебательныесистемы играют очень большую роль в природе, и особенно в технике. Это те телаи устройства, которые сами по себе способны совершать периодические движения."Сами по себе" - это значит не будучи принуждаемы кэтому действием периодических внешних сил. Такие колебания называютсяпоэтому свободными колебаниями в отличие от вынужденных, протекающих поддействием периодически меняющихся внешних сил.

Колебательныесистемы имеют ряд общий свойств: у каждой колебательной системы есть состояниеустойчивого равновесия; если колебательную систему вывести из состоянияустойчивого равновесия, то появляется сила, возвращающая систему в устойчивоеположение; возвратившись в устойчивое состояние, колеблющееся тело не можетсразу остановиться.

1.3. Колебаниямаятника

Маятником -это любое тело, подвешенное так, что его центр тяжести находится ниже точкиподвеса. Груз на веревке, молоток, висящий на гвозде, весы, — все это колебательные системы, подобные маятнику стенных часов.

Любая система, способная совершать свободные колебания, имеет устойчивое положение равновесия. У маятника это положение, при котором центр тяжести находится на вертикали подточкой подвеса. Если мы выведем маятник из этого положения или толкнем его, тоон начнет колебаться, отклоняясь то в одну сторону, тов другую сторону от положения равновесия. Наибольшее отклонение от положенияравновесия, до которого доходит маятник, называется амплитудой колебаний. Амплитуда определяется тем первоначальным отклонением или толчком, которыммаятник был приведен в движение. Это свойство — зависимость амплитуды отусловий в начале движения — характерно не только для свободных колебаниймаятника , но и вообще для свободных колебаний оченьмногих колебательных систем.

Рассмотримследующий пример: прикрепим к маятнику волосок и будемдвигать под этим волоском закопченную стеклянную пластинку. Если двигатьпластинку с постоянной скоростью в направлении, перпендикулярном к плоскостиколебаний, то волосок прочертит на пластинки волнистую линию. Мы имеем в этомопыте простейший осциллограф — так называются приборы для записи колебаний. Таким образом волнистая линия представляет собойосциллограмму колебаний маятника.

--------------------------------------------------------------------------------