Курсовая, контрольная работа. Примеры выполнения

[an error occurred while processing this directive]Вынужденные колебания Колебательная система [an error occurred while processing this directive]

Лекции по физике 1 курс Колебания

Следовательно, частота затухающих колебаний всегда меньше от частоты собственных колебаний системы , то есть наличие сил сопротивления в системе уменьшает частоту (увеличивает период) колебаний. При большом затухании система, выведенная из положения равновесия, не осуществляет колебаний , а постепенно приближается к положению равновесия. Такое движение называется апериодическим .

Затухающие колебания не являются гармоническими, поскольку амплитуда колебаний изменяется. В этом случае под амплитудой понимают наибольшее значение, которого достигает соответствующая величина (смещение, скорость, ускорение) в течение одного периода колебаний. В строгом понимании, затухающие колебания нельзя также считать периодическими. По определению, периодическим является такой процесс, при котором за каждый период повторяется любое состояние колебательной системы. Однако в процессе затухающих колебаний состояние колебательной системы вообще точно не повторяется. Например, если в два последовательных момента времени и смещения системы одинаковы и равны нулю, то скорости в эти моменты неодинаковы , поскольку амплитуда скорости уменьшается со временем. При малых силах сопротивления, затухающие колебания можно представить как приблизительно периодический процесс.

Отношение амплитуд колебаний в начале и в конце периода

(11.101)

есть величина постоянная для всего периода колебаний и называется декрементом затухания колебаний. Натуральный логарифм этого отношения называют логарифмическим декрементом затухания: . Затухающие колебания часто характеризуют временами релаксации. Время релаксации - это промежуток времени, в течение которого амплитуда колебаний уменьшается в раз:

. (11.102)

Тогда получаем:

и . (11.103)

Важной характеристикой реальных колебательных систем также является добротность. Добротностью колебательной системы называется отношение энергии колебаний системы в данный момент времени к потерям энергии за один период, умноженное на :

. (11.104)

Разложив функцию в ряд Тейлора при , получим:

. (11.105)

Большим значениям отвечает слабое затухание колебаний.

Считают, что колебания практически прекратились, если их амплитуда уменьшилась в 10 раз. Исходя из этого число заметных колебаний можно связать с добротностью системы:

, (11.106)

откуда: . Например, определим время звучания камертона, добротность которого , а собственная частота . Имеем . В действительности камертон будет звучать значительно меньшее время, поскольку ухо способно воспринимать колебания, отличающиеся по амплитуде, не в десятки, а в тысячи раз.

Упругое и неупругое взаимодействия При взаимодействии тел друг с другом изменяются их энергия и импульс. Это изменение, однако, может происходить по-разному. Когда речь идет о взаимодействии массивных тел, которые состоят из большого числа частиц, атомов или молекул, имеет смысл наряду с кинетической и потенциальной энергией говорить о внутренней энергии тела. Внутренняя энергия - это энергия всех частиц, составляющих тело, при заданных его температуре и объеме.
7271f726
Математический маятник