Механические колебания и волны

100. Колебательным процессом (колебанием) называется такое изменение состояния системы, при котором значения параметров состояния последовательно отклоняются то в одну, то в другую сторону от некоторого значения.

101. Свободные колебания- это колебания, которые совершаются под действием внутренних сил, пропорциональных смещению и направленных к положению равновесия. Они совершаются за счет первоначально сообщенной энергии при последующем отсутствии внешних воздействий на колебательную систему.

102. Гармоническими называются колебания, при которых величины, описывающие систему, изменяются по закону синуса или косинуса. Этими величинами могут быть: координата точки, энергия, напряжённость электрического поля, индукция магнитного поля, скорость и т.д.

103. Уравнение гармонических колебаний:

где х - значение изменяющейся величины в данный момент времени, хm - амплитуда колебаний, w ‑ циклическая частота, j0 - начальная фаза.

104. Амплитуда колебаний- это модуль максимального отклонения изменяющейся величина от положения равновесия.105. Частотаn - это число колебаний за единицу времени (обычно за секунду). В системе СИ частота измеряется в герцах (Гц).

106. Циклическая частота w - это число колебаний за 2p секунд. В системе СИ циклическая частота w измеряется в с-1.

107. Период колебанийT - это время, за которое совершается одно полное колебание. В системе СИ период измеряется в секундах (с).

108. Связь периода, частоты и циклической частоты колебаний

109. Значение выражения (wt + j0), стоящего под знаком косинуса или синуса в уравнении гармонических колебаний и определяющего при постоянной амплитуде состояние колебательной системы в данный момент времени, называется фазой колебаний. Фаза колебаний в системе СИ измеряется в радианах (рад).

110. Скорость колеблющейся точки

111. Максимальная скорость колеблющейся точки:

112. Ускорение колеблющейся точки

113. Максимальное ускорение колеблющейся точки

114. Сила, действующая на колеблющуюся материальную точку

115. Полная энергия материальной точки, совершающей гармонические колебания

116. Математическим маятникомназывается материальная точка, подвешенная на длинной, невесомой и нерастяжимой нити. При выведении из положения равновесия такая система совершает колебания под действием силы тяжести.

117. Период колебаний математического маятника равен

где l -длина математического маятника, g - ускорение свободного падения.

118. Период колебаний пружинного маятника:

где m - масса маятника, k - коэффициент упругости пружины.

119. Затухающиминазываются колебания, амплитуда которых уменьшается с течением времени.

120. Вынужденныминазываются колебания, которые происходят под влиянием внешних периодических воздействий. Вынужденные колебания происходят с частотой внешних периодических воздействий.

121. Автоколебания - это незатухающие колебания, существующие за счёт постоянного источника энергии, который периодически включается и выключается самой колебательной системой в нужные моменты времени для пополнения запаса энергии.

122. Резонанс- это явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, когда частота внешних периодических воздействий совпадает с частотой собственных колебаний колебательной системы.

123. Волна- это процесс распространения колебаний в материальной среде.

124. Фронт волны- это поверхность, которая отделяет область пространства, уже вовлечённую в волновой процесс, от области пространства, в которой колебания ещё не возникли.

125. Волновой поверхностью называется геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе.

126. Волны называют поперечными, если колебания в них происходят перпендикулярно направлению распространения волны.

127.Волны называют продольными, если колебания в них происходят вдоль направления их распространения.

128. Поперечные волны распространяются только в твёрдых телах и вдоль границ раздела сред с различными физическими свойствами, например, на границе между водой и воздухом (на поверхности воды), т.к. за механизм их возникновения ответственна деформация сдвига, которая возможна только в твёрдых телах или на границе раздела сред, обладающей упруги­ми свойствами. Примером поперечных волн могут служить электромагнитные волны, волны на поверхности воды.

129. Продольные волны могут существовать в любых средах, т.к. за меха­низм их возникновения ответственна деформация растяжения-сжатия, кото­рая может возникать в любых средах. Примером продольных волн могут служить звуковые волны в воздухе.

130. Расстояние l, на которое распространяется волна за один период называется длиной волны. Или другое определение: кратчайшее расстояние между точками, колеблющимися в одинаковой фазе, называется длиной волны l.

131. Волны, частота которых лежит в диапазоне от 16 Гц до 20 кГц, называются звуковыми или акустическими.

132. Скорость звука в воздухе порядка 340 м/с. Она изменяется в зависимости от температуры, плотности, влажности, атмосферного давления. Чем выше плотность среды, тем больше скорость звука. Например, в твёрдых телах она составляет тысячи м/с.

133.Громкость звуказависит от амплитуды колебаний частиц в волне. Чем больше амплитуда колебаний, тем выше громкость звука.

134. Высота тона зависит от частоты. Чем выше частота, тем выше тон.

135. Принцип суперпозиции волн:при распространении в среде нескольких волн каждая из них распространяется так, как будто другие волны отсутствуют, а результирующее смещение частиц среды в любой момент времени равно геометрической сумме смещений, которые получают частицы, участвуя в каждом из слагающих волновых процессов.

136. Когерентность - согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов.

137. Когерентные волны - это волны одинаковой частоты, разность фаз которых в процессе распространения остается постоянной во времени.

138. Интерференция волн- сложение когерентных волн, при котором в разных точках пространства получается устойчивая картина усиления или ослабления амплитуды результирующей волны.

139. Условия интерференционных максимумов: разность хода волн равна чётному числу длин полуволн или целому числу длин волн.

где Dr - разность хода волн, l - длина волны, k = 0,1,2,...

140.Условия интерференционных минимумов: разность хода волн равна нечётному числу длин полуволн.

где Dr - разность хода волн, l - длина волны, k = 0,1,2,...

141. Разность фаз двух когерентных волн в данной точке

где r1и r2– расстояния точки от источников когерентных волн; r2-r1=Dr - разность хода волн.

142. Инфразвук - волны с частотами меньше 16 Гц.

143. Ультразвук - волны с частотами больше 20 кГц.144.Интенсивность звука- величина, определяемая средней по времени энергией, переносимой звуковой волной за 1 с через площадку 1 м2, перпендикулярную направлению распространению волны.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: