Свободные и вынужденные колебания. Характеристики колебательного движения

Свободные и вынужденные колебания.

1. 
   Характеристики колебательного движения
   
2. 
   Уравнение колебательного движения
   
3. 
   Энергетические превращения при гармонических колебаниях
   

Колебательными называются движения, которые повторяются через определенные промежутки времени.
В зависимости от характера воздействия на колебательную систему различают:

• 
  свободные (собственные) колебания,
  
• 
  вынужденные,
  
• 
  автоколебания,
  
• 
  параметрические колебания.
  

Свободные колебания происходят в системе, предоставленной самой себе после выведения из положения равновесия.


Вынужденные - такие колебания, в процессе которых на колебательную систему действует периодическая внешняя сила.

Автоколебания - также сопровождаются воздействием периодических внешних сил, но моменты воздействия определяются самой системой.

При параметрических колебаниях за счет внешнего воздействия происходит изменение какого-либо параметра, например, длины нити.

Простейшими являются гармонические колебания, то есть такие, в которых характеристики колебательного движения (смещение, скорость, ускорение и т.д.) изменяются по закону синуса (косинуса). Этот вид колебаний важен, поскольку многие колебания имеют характер, близкий к гармоническому, а также потому, что другие периодические процессы могут быть представлены в виде суммы нескольких гармонических колебаний.
Характеристики колебательного движения
Смещение x - отклонение от положения равновесия
Амплитуда А, x_max - максимальное отклонение от положения равновестия Колебания, происходящие с постоянной амплитудой, называются незатухающими, а с постоянно уменьшающейся амплитудой - затухающими.

Период Т - время совершения одного полного колебания. 
Частота ν - количество колебаний за единицу времени. 
Единица измерения частоты - 1 Гц = 1/с = с^-1.
Циклическая частота ω - количество колебаний за 2π секунд. 
Циклическая частота измеряется в радианах в секунду (рад/с).
Фаза колебаний φ - угловая мера времени, прошедшего с начала колебаний.