Явление полного внутреннего отражения света можно наблюдать в ...

КОЛИВАЛЬНИЙ РУХ. ВІЛЬНІ КОЛИВАННЯ. АМПЛІТУДА, ПЕРІОД, ЧАСТОТА. МАТЕМАТИЧНИЙ МАЯТНИК. КОЛИВАННЯ ВАНТАЖУ НА ПРУЖИНІ

МЕХАНІЧНІ КОЛИВАННЯ І ХВИЛІ

Коливання — це будь-який процес, під час якого стан тіла або фізичної системи тіл повторюється через певні інтервали часу.

Коливання — найпоширеніша форма руху в навколишньому світі та техніці. Коливаються дерева під дією вітру, поршні у двигуні автомобіля тощо. Ми можемо розмовляти і чути звуки завдяки коливанням голосових зв'язок, повітря і барабанних перетинок; коливається серце. Це все — приклади механічних коливань. Світло — це також коливання, але електромагнітні. За до електромагнітних коливань, які поширюються в просторі, можна здійснювати радіозв'язок, радіолокацію, передавати телевізійні передачі, а також лікувати деякі хвороби. Перелічити всі види коливань неможливо.

Наведені приклади механічних і електромагнітних коливань з першого погляду мають мало спільного. Проте під час їх дослідження було виявлено цікаву закономірність: різні за фізичною природою коливання описуються однаковими математичними рівняннями, що значно полегшує їх вивчення.

Коливання бувають періодичними і неперіодичними. Найцікавішими є дослідження періодичних коливань.

Періодичним називають такий процес, за якого величина, що коливається взята у будь-який момент часу, через певний інтервал часу Т матиме те саме значення.

Коливання — найпоширеніша форма руху в навколишньому світі

Різні за фізичною природою коливання описуються однаковими математичними рівняннями, що значно полегшує їх вивчення

Математичне визначення періодичної функції таке: функцію f (t) називають періодичною з періодом Т, якщо f (t+T) = f (t) за будь-яких значень змінної t.

Дослідження коливань у техніці — надзвичайно важлива справа. Деякі коливання можна виявити лише за до спеціальних датчиків. Такими є, наприклад, коливання різних споруд, корпусів і деталей машин, літальних апаратів тощо. Датчики сприймають коливання, перетворюють їх переважно на електричні сигнали, які реєструються вимірювальними приладами, електронними осцилографами та іншими пристроями.

Найпростішими є гармонічні коливання

Найпростішими механічними коливаннями є так звані гармонічні коливання. Гармонічними вважають коливаня, за яких зміни фізичних величин з часом відбуваються за законами змін синуса або косинуса. їх вивчення дає змогу досліджувати й складніші коливання, оскільки останні в багатьох випадках можна вважати такими, що складаються з певної кількості простих гармонічних коливань.

ГАРМОНІЧНІ КОЛИВАННЯ ТЯГАРЯ НА ПРУЖИНІ

1.

Первый этап движения тела - подъём на высоту Н.

Vo вв - начальная скорость при движении вверх

Vк вв = 0 - конечная скорость тела при движении вверх

g - ускорение свободного падения

V(t) =  Vo вв - gt - зависимость скорости от времени t

При t = t вв   Vк вв = 0, тогда Vo вв = gt вв.

Н = Vo · t вв - gt вв²/2 = gt вв² - gt вв²/2 = gt вв²/2, тогда

t вв = √(2Н/g). - время подъёма на максимальную высоту

Теперь рассмотрим 2-й этап движения - падение с высоты Н

H = Vo вн · t вн  + gt вн²/2

Vo вн = 0 - начальная скорость тела при падении, поэтому

H = gt вн²/2  и

t вн = √(2Н/g) - время падения тела с высоты Н

Полное время движения t = t вв + t вн = 2√(2Н/g) вдвое больше времени t вв  подъёма, что и требовалось доказать.

2.

Vo вв = gt вв  - начальная скорость при движении тела вверх

Vк вн = gt вн - конечная скорость падения тела

Поскольку t вв = t вн, то и Vк вн = Vк вв = 15м/с