Сила упругости В законе Ньютона сила есть физическая величина, характеризующая действие одного тела на другое и сообщающая последнему ускорение. Сила может также приводить к изменению формы и объема тела. В этом случае происходит деформация тела. Что происходит в действительности при приложении силы - ускорение тела или его деформация - определяется самими свойствами тела. Более того, свойства тела определяют и характер деформации, которая может быть упругой и неупругой.Рассмотрим случай сложения одинаково направленных колебаний с разными частотами, уравнения которых
и
. (11.61)
Если векторы складываемых амплитуд
и
будут вращаться с разными угловыми скоростями, то угол между ними будет изменяться со временем и результирующая амплитуда также будет изменяться со временем, то есть колебание будет не гармоническим. Результирующее смещение
. (11.62)
Для упрощения допустим, что
,
. (11.63)
Тогда
. (11.64)
Это выражение описывает периодические колебания со средней частотой
и модулируемой амплитудой смещения
. Модуляция - это изменение со временем по заданному закону параметров, которые характеризуют любой стационарный процесс. Примером может быть изменение по определенному закону амплитуды, частоты или фазы гармонических колебаний. Амплитуда изменяется от 0 до
по закону косинуса с намного меньшей частотой
, которая равняется половине разницы частот складываемых колебаний. Отсюда видно, что амплитуда результирующего колебания периодически изменяется по абсолютной величине со временем, то есть
. (11.65)
В связи с тем, что период модуля косинуса равняется
, период изменения амплитуды:
. (11.66)
В случае, когда частоты колебаний
и
близкие по величине, возникает явление, которое называют биением (см. Рис. 11.5). В этом случае
, и результирующее движение можно рассматривать как периодическое колебание с пульсирующей амплитудой. Частота таких колебаний равняется среднему арифметическому значению частот складываемых колебаний.
| Математический маятник |