Механічні коливання

Коливання - фізичні процеси, що точно або приблизно повторюються через однакові інтервали часу. Залежно від фізичної природи розрізняють механічні й електромагнітні коливання. Механічні коливання - такі рухи тіл, за яких через рівні інтервали часу координати тіла, що рухається, його швидкість і прискорення приймають вихідні значення.

Амплітуда коливань це максимальна відстань, на яку відхиляється тіло, що коливається, від свого положення рівноваги. Амплітуду коливань позначають символом А й вимірюють у метрах (м). Час, за який тіло робить одне повне коливання, називається періодом коливання. Частота коливань це число коливань в одиницю часу. За одиницю частоти приймають частоту коливань, за якої за 1 с здійснюється одне повне коливання. Ця одиниця називається герцом (Гц).

Математичним маятником називається ідеалізована коливальна система без тертя, що складається з невагомої й нерозтяжної нитки, на якій підвішена матеріальна точка.

Вимірюючи період коливань пружинного маятника при різних амплітудах, ми помітимо, що, так само, як і для математичного маятника, період коливань практично не залежить від їхньої амплітуди. Це головна загальна властивість пружинного й математичного маятників.

Питання 1. Наведіть приклади коливальних рухів. 2. Як ви розумієте твердження про те, що коливальний рух періодичний? 3. Наведіть приклади фізичного, нитяного й пружинного маятників. 4. Де використовують математичний маятник? Наведіть дватри приклади. 5. Де використовують пружинний маятник? Наведіть два–три приклади.

Закріплення 1. Як зміняться період і частота коливань математичного маятника, якщо амплітуду коливань зменшити удвічі? 2. Як зміняться період і частота коливань математичного маятника, якщо довжину нитки збільшити удвічі? 3. Як зміняться період і частота коливань пружинного маятника, якщо масу тіла, прикріпленого до пружини, зменшити? 4. Скільки разів протягом одного періоду маятник проходить положення рівноваги?

Задачі 1. Поршні двигуна автомобіля здійснюють коливання з періодом 50 мс. З якою частотою коливаються поршні?

2. Ударний вузол перфоратора здійснює коливання із частотою 2,5 Гц. З яким періодом коливається ударний механізм?

3. Після того, як гойдалку відхилили, вона перший раз пройшла положення рівноваги через 1 с. Яка частота коливань гойдалки?

4. Період коливань маятника дорівнює 3 с. Через які проміжки часу він проходить положення рівноваги?