Повторяющиеся движения (или изменения состояния) называют колебаниями (переменный электрический ток, явление маятника, работа сердца и т. п.). Различают:
1) свободные, или собственные, колебания – такие колебания, которые происходят в отсутствие переменных внешних воздействий на колебательную систему и возникают вследствие какого-либо начального отклонения этой системы от состояния ее устойчивого равновесия;
2) вынужденные колебания – колебания, в процессе которых колеблющаяся система подвергается воздействию внешней периодически меняющейся силы;
3) гармонические колебания – это колебания, при которых смещение изменяется по закону синуса или косинуса в зависимости от времени.
x=Asin(w0 t+j0)
если j0 = 0, то x=Asinw0 t, и скорость и ускорение точки вдоль оси X равны соответственно:
v=vm cosω0 t=v msin(ω0 t + )
a = - A w20 sinw0 t = A w20 sin(w0 t +p)
где vm = Aw0 амплитуда скорости;
a m= A w20 – амплитуда ускорения и тогда a = a m sin(w0 t +p)
4) затухающие колебания – колебания с уменьшающимися во времени значениями амплитуды колебаний, обусловленные потерей колебательной системой энергии на преодоление силы сопротивления.
|
|
Период затухающих колебаний зависит от коэффициента трения и определяется формулой:
При очень малом трении период за тухающего колебания близок к периоду незатухающего свободного колебания
5) вынужденные колебания – колебания, которые возникают в системе при участии внешней силы. Уравнение движения вынужденных колебаний имеет вид:
где F – вынуждающая сила.