Kokiomis sąlygomis kūnas svyruoja? Pagal sąveikos su aplinka prigimtį

1. Judėjimas vadinamas svyruojančiu, jei judėjimo metu laikui bėgant iš dalies arba visiškai pasikartoja sistemos būsena. Jei fizinių dydžių reikšmės, apibūdinančios tam tikrą svyruojantį judesį, kartojamos reguliariais intervalais, svyravimai vadinami periodiniais.

2. Koks yra svyravimo periodas? Kas yra virpesių dažnis? Koks jų ryšys?

2. Laikotarpis – laikas, per kurį įvyksta vienas visiškas svyravimas. Virpesių dažnis – tai virpesių skaičius per laiko vienetą. Virpesių dažnis yra atvirkščiai proporcingas svyravimo periodui.

3. Sistema svyruoja 1 Hz dažniu. Koks yra svyravimų periodas?

4. Kuriuose svyruojančio kūno trajektorijos taškuose greitis lygus nuliui? Ar pagreitis lygus nuliui?

4. Didžiausio nukrypimo nuo pusiausvyros padėties taškuose greitis lygus nuliui. Pusiausvyros taškuose pagreitis lygus nuliui.

5. Kokie svyruojamąjį judėjimą apibūdinantys dydžiai periodiškai kinta?

5. Periodiškai kinta greitis, pagreitis ir koordinatė svyruojančiame judesyje.

6. Ką galima pasakyti apie jėgą, kuri turi veikti svyravimo sistemoje, kad ji atliktų harmoninius virpesius?

6. Jėga laikui bėgant turi keistis pagal harmoninį dėsnį. Ši jėga turi būti proporcinga poslinkiui ir nukreipta priešinga poslinkiui link pusiausvyros padėties.

Todėl šių modelių tyrimą atlieka apibendrinta virpesių ir bangų teorija. Esminis skirtumas nuo bangų: svyravimų metu nevyksta energijos perdavimas, tai, galima sakyti, yra „vietinės“ transformacijos.

klasifikacija

Skirtingų virpesių tipų identifikavimas priklauso nuo akcentuojamų sistemų, kuriose vyksta virpesių procesai (osciliatoriai), savybių.

Pagal naudojamą matematinį aparatą

  • Netiesiniai svyravimai

Pagal dažnumą

Taigi periodiniai svyravimai apibrėžiami taip:

Kaip žinoma, tokios funkcijos vadinamos periodinėmis f (t) (\displaystyle f(t)), kuriai galite nurodyti tam tikrą reikšmę τ (\displaystyle \tau), Taigi f (t + τ) = f (t) (\displaystyle f(t+\tau)=f(t)) adresu bet koks argumento vertė t (\displaystyle t). Andronovas ir kt.

Pagal fizinę prigimtį

  • Mechaninis(garsas, vibracija)
  • Elektromagnetinis(šviesa, radijo bangos, terminis)
  • Mišrus tipas- aukščiau išvardytų derinių

Pagal sąveikos su aplinka prigimtį

  • Priverstas- svyravimai, atsirandantys sistemoje veikiant išorinei periodinei įtakai. Pavyzdžiai: lapai ant medžių, rankos pakėlimas ir nuleidimas. Esant priverstiniams virpesiams, gali pasireikšti rezonanso reiškinys: staigus virpesių amplitudės padidėjimas, kai natūralus generatoriaus dažnis sutampa su išorinio poveikio dažniu.
  • Nemokamas (arba nuosavas)- tai svyravimai sistemoje, veikiami vidinių jėgų po to, kai sistema išvedama iš pusiausvyros (realiomis sąlygomis laisvieji svyravimai visada slopinami). Paprasčiausi laisvųjų virpesių pavyzdžiai yra svorio, pritvirtinto prie spyruoklės, arba svorio, pakabinto ant sriegio, virpesiai.
  • Savaiminiai svyravimai- svyravimai, kuriuose sistema turi potencialios energijos rezervą, kuris išleidžiamas virpesiams (tokios sistemos pavyzdys yra mechaninis laikrodis). Būdingas skirtumas tarp savaiminių ir priverstinių svyravimų yra tas, kad jų amplitudę lemia pačios sistemos savybės, o ne pradinės sąlygos.
  • Parametrinis- svyravimai, atsirandantys pasikeitus bet kuriam virpesių sistemos parametrui dėl išorinio poveikio.

Galimybės

Virpesių laikotarpis T (\displaystyle T\,\ !} ir dažnis f (\displaystyle f\,\ !}- abipusiai kiekiai;

T = 1 f (\displaystyle T=(\frac (1)(f))\qquad \,\ !} Ir f = 1 T (\displaystyle f=(\frac (1)(T))\,\ !}

Apskritimuose arba cikliniuose procesuose vietoj „dažnio“ charakteristikos naudojama sąvoka apskritas (ciklinis) dažnį ω (\displaystyle \omega \,\ !} (rad/s, Hz, s –1), rodantis virpesių skaičių per 2 π (\displaystyle 2\pi ) laiko vienetai:

ω = 2 π T = 2 π f (\displaystyle \omega =(\frac (2\pi )(T))=2\pi f\,\ !}
  • Šališkumas- kūno nukrypimas nuo pusiausvyros padėties. Pavadinimas X, Matavimo vienetas – metras.
  • Virpesių fazė- bet kuriuo metu nustato poslinkį, tai yra, nustato virpesių sistemos būklę.

Apsakymas

Harmoniniai virpesiai žinomi nuo XVII a.

Terminą „atsipalaidavimo virpesiai“ 1926 m. pasiūlė van der Pol. Tokio termino įvedimas buvo pateisinamas tik tuo, kad nurodytas tyrėjas visiems tokie svyravimai atrodė siejami su „atsipalaidavimo laiko“ buvimu, tai yra su samprata, kuri tuo istoriniu mokslo raidos momentu atrodė. labiausiai suprantama ir paplitusi. Pagrindinė daugelio aukščiau išvardytų tyrėjų aprašytų naujo tipo virpesių savybė buvo ta, kad jie labai skyrėsi nuo linijinių, o tai pirmiausia pasireiškė nukrypimu nuo gerai žinomos Thomsono formulės. Nuodugnus istorinis tyrimas parodė, kad van der Polas 1926 metais dar nesuvokė fakto, jog jo atrastas fizikinis reiškinys „atsipalaidavimo virpesiai“ atitinka Poincaré pateiktą matematinę „ribinio ciklo“ sampratą, ir tai suprato tik po knygos. buvo išleistas 1929. A. A. Andronovo publikacijos.

Užsienio mokslininkai pripažįsta, kad tarp sovietinių mokslininkų pasaulinio garso išgarsėjo L. I. Mandelštamo mokiniai, 1937 m. išleidę pirmąją knygą, apibendrinančią šiuolaikinę informaciją apie tiesinius ir netiesinius svyravimus. Tačiau sovietų mokslininkai nepritarė van der Polo pasiūlytam terminui „atsipalaidavimo virpesiai“. Jie pirmenybę teikė Blondel vartojamam terminui „nepertraukiami judesiai“, ypač todėl, kad šie svyravimai buvo skirti apibūdinti lėtus ir greitus režimus. Šis požiūris tapo subrendęs tik išskirtinės perturbacijos teorijos kontekste» .

Trumpas pagrindinių virpesių sistemų tipų aprašymas

Tiesiniai svyravimai

Svarbus virpesių tipas yra harmoniniai virpesiai – svyravimai, atsirandantys pagal sinuso arba kosinuso dėsnį. Kaip Furjė nustatė 1822 m., bet koks periodinis svyravimas gali būti pavaizduotas kaip harmoninių virpesių suma, išplečiant atitinkamą funkciją į

Kartu su transliaciniu ir sukamuoju judėjimu, svyruojantis judėjimas vaidina svarbų vaidmenį makro ir mikrokosmose.

Yra chaotiški ir periodiniai svyravimai. Periodiniams svyravimams būdinga tai, kad tam tikrais vienodais laiko intervalais svyruojanti sistema pereina tas pačias padėtis. Pavyzdys – žmogaus kardiograma, kurioje užfiksuoti širdies elektrinių signalų svyravimai (2.1 pav.). Kardiogramoje galima atskirti svyravimų periodas tie. laikas T viena visiška vibracija. Tačiau periodiškumas nėra išskirtinė svyravimų savybė; Pusiausvyros padėties buvimas yra mechaninio svyruojančio judėjimo ypatybė, o sukimuisi būdinga vadinamoji indiferentinė pusiausvyra (gerai subalansuotas ratas arba lošimo ruletė, sukdama, sustoja bet kurioje padėtyje su vienoda tikimybe). Mechaninių virpesių metu bet kurioje padėtyje, išskyrus pusiausvyros padėtį, atsiranda jėga, kuri linkusi grąžinti svyruojančią sistemą į pradinę padėtį, t.y. atkuriant jėgą visada nukreiptas į pusiausvyros padėtį. Visų trijų ženklų buvimas išskiria mechaninę vibraciją nuo kitų judėjimo rūšių.

Ryžiai. 2.1.

Panagrinėkime konkrečius mechaninių virpesių pavyzdžius.

Vieną plieninės liniuotės galą įsmeigkime į veržlę, o kitą, laisvą, pastumkime į šoną ir atleiskite. Veikiant elastinėms jėgoms, liniuotė grįš į pradinę padėtį, kuri yra pusiausvyros padėtis. Einant per šią padėtį (tai yra pusiausvyros padėtis), visi liniuotės taškai (išskyrus prispaustą dalį) turės tam tikrą greitį ir tam tikrą kinetinės energijos kiekį. Dėl inercijos svyruojanti liniuotės dalis peržengs pusiausvyros padėtį ir dirbs prieš vidines elastines jėgas dėl kinetinės energijos sumažėjimo. Tai padidins potencialią sistemos energiją. Kai kinetinė energija visiškai išeikvojama, potenciali energija pasiekia maksimumą. Tamprumo jėga, veikianti kiekvieną svyravimo tašką, taip pat pasieks maksimumą ir bus nukreipta į pusiausvyros padėtį. Tai aprašyta poskyriuose 1.2.5 (santykis (1.58)), 1.4.1, taip pat 1.4.4 (žr. 1.31 pav.) potencialų kreivių kalba. Tai kartosis tol, kol visa sistemos mechaninė energija bus paversta vidine energija (kietojo kūno dalelių virpesių energija) ir išsisklaidys į aplinkinę erdvę (atminkite, kad pasipriešinimo jėgos yra išsklaidymo jėgos).

Taigi nagrinėjamame judėjime kartojasi būsenos ir yra jėgos (tamprumo jėgos), linkusios grąžinti sistemą į pusiausvyros padėtį. Vadinasi, liniuotė atliks svyruojantį judesį.

Kitas gerai žinomas pavyzdys yra švytuoklės svyravimas. Švytuoklės pusiausvyros padėtis atitinka žemiausią jos svorio centro padėtį (šioje padėtyje gravitacijos sukeliama potenciali energija yra minimali). Nukreiptoje padėtyje švytuoklę sukimosi ašies atžvilgiu veiks jėgos momentas, linkęs grąžinti švytuoklę į pusiausvyros padėtį. Šiuo atveju taip pat yra visi svyruojančio judėjimo požymiai. Akivaizdu, kad nesant gravitacijos (nesvarumo būsenoje), aukščiau nurodytos sąlygos nebus įvykdytos: nesvarumo būsenoje nėra gravitacijos ir šios jėgos grįžtamojo momento. O štai švytuoklė, gavusi stūmimą, judės ratu, tai yra atliks ne svyruojantį, o sukamąjį judesį.

Vibracijos gali būti ne tik mechaninės. Taigi, pavyzdžiui, galime kalbėti apie įkrovimo svyravimus kondensatoriaus, lygiagrečiai su induktoriumi (svyravimo grandinėje), plokščių arba elektrinio lauko stiprumą kondensatoriuje. Jų kitimas laikui bėgant aprašomas lygtimi, panašia į tą, kuri nustato mechaninį poslinkį iš svyruoklės pusiausvyros padėties. Dėl to, kad tomis pačiomis lygtimis galima apibūdinti įvairiausių fizikinių dydžių virpesius, labai patogu vertinti vibracijas, nepaisant to, koks fizikinis dydis vibruoja. Tai sukuria analogijų sistemą, ypač elektromechaninę. Tikslumui kol kas apsvarstysime mechanines vibracijas. Atsižvelgiama tik į periodinius svyravimus, kai svyravimo proceso metu kintančių fizikinių dydžių reikšmės kartojasi reguliariais intervalais.

Laikotarpio reciprokas T svyravimai (taip pat ir vieno pilno apsisukimo laikas sukimosi metu), išreiškia pilnų svyravimų, atliktų per laiko vienetą, skaičių ir vadinamas dažnį(tai tik dažnis, jis matuojamas hercais arba s -1)

(su svyravimais taip pat, kaip ir sukamuoju judesiu).

Kampinis greitis yra susietas su dažniu v, įvestu ryšiu (2.1) pagal formulę

matuojamas rad/s arba s -1.

Natūralu svyravimo procesų analizę pradėti nuo paprasčiausių svyruojančių sistemų su vienu laisvės laipsniu atvejų. Laisvės laipsnių skaičius- tai yra nepriklausomų kintamųjų skaičius, būtinas norint visiškai nustatyti visų tam tikros sistemos dalių padėtį erdvėje. Jei, pavyzdžiui, švytuoklės svyravimai (svoris ant stygos ir pan.) yra ribojami plokštumos, kuria gali judėti tik švytuoklė, o jei švytuoklės styga yra nepratęsiama, tada pakanka nurodyti tik vieną švytuoklės kampą. stygos nuokrypis nuo vertikalės arba tik poslinkio iš pusiausvyros padėties dydis – kad viena kryptimi svyruojanti masė ant spyruoklės visiškai nustatytų jos padėtį. Šiuo atveju sakome, kad nagrinėjama sistema turi vieną laisvės laipsnį. Ta pati švytuoklė, jei ji gali užimti bet kurią padėtį sferos paviršiuje, ant kurios yra jos judėjimo trajektorija, turi du laisvės laipsnius. Galimi ir trimačiai virpesiai, kaip, pavyzdžiui, atomų šiluminiai virpesiai kristalinėje gardelėje (žr. 10.3 poskyrį). Norėdami analizuoti procesą realioje fizinėje sistemoje, pasirenkame jo modelį, prieš tai apriboję tyrimą keliomis sąlygomis.

  • Čia ir toliau svyravimo periodas bus žymimas ta pačia raide kaip ir kinetinė energija – T (nepainioti!).
  • 4 skyriuje „Molekulinė fizika“ bus pateiktas kitas laisvės laipsnių skaičiaus apibrėžimas.

Svyruojantis yra procesai, kurių metu virpesių sistemos būseną apibūdinantys parametrai turi tam tikrą pakartojamumą laikui bėgant. Tokie procesai, pavyzdžiui, gali būti kasdieniai ir kasmetiniai atmosferos ir Žemės paviršiaus temperatūros svyravimai, švytuoklių svyravimai ir kt.

Jei laiko intervalai, per kuriuos kartojasi sistemos būsena, yra lygūs, tai vadinami svyravimais periodiškai, o laiko intervalas tarp dviejų iš eilės vienodų sistemos būsenų yra svyravimų periodas.

Periodinių virpesių atveju funkcija, kuri nustato svyruojančios sistemos būseną, kartojama per visą svyravimo laikotarpį:

Tarp periodinių svyravimų ypatingą vietą užima svyravimai harmoninė, t.y. svyravimai, kurių metu sistemos judėjimo charakteristikos keičiasi pagal harmoninį dėsnį, pavyzdžiui:

(308)

Didžiausias dėmesys virpesių teorijoje skiriamas harmoniniams procesams, su kuriais dažnai susiduriama praktikoje, paaiškinamas tiek tuo, kad jiems geriausiai išvystytas analitinis aparatas, tiek tuo, kad bet kokie periodiniai svyravimai (ir ne tik periodiniai) gali būti laikomas tam tikro harmoninių komponentų derinio forma. Dėl šių priežasčių toliau bus nagrinėjami vyraujantys harmoniniai virpesiai. Analitinėje harmoninių virpesių išraiškoje (308) materialaus taško nuokrypio nuo pusiausvyros padėties dydis x vadinamas poslinkis.

Akivaizdu, kad didžiausias taško nuokrypis nuo pusiausvyros padėties yra a, šis dydis vadinamas svyravimų amplitudė. Fizinis kiekis lygus:

o svyruojančios sistemos būsenos nustatymas tam tikru laiko momentu vadinamas svyravimo fazė. Fazės reikšmė pradžios momentu nuo laiko skaičiavimo

paskambino pradinė svyravimų fazė. Vertė w pagal virpesių fazę, kuri lemia svyravimo proceso greitį, vadinama jos žiediniu arba cikliniu virpesių dažniu.

Judėjimo būsena periodinių svyravimų metu turi būti kartojama intervalais, lygiais svyravimo periodui T. Šiuo atveju akivaizdu, kad svyravimų fazė turi pasikeisti 2p (harmoninės funkcijos periodas), t.y.:

Iš to išplaukia, kad virpesių periodas ir ciklinis dažnis yra susiję vienas su kitu ryšiu:

Taško, kurio judėjimo dėsnį lemia (301), greitis taip pat kinta pagal harmonikos dėsnį

(309)

Atkreipkite dėmesį, kad taško poslinkis ir greitis vienu metu neišnyksta arba įgauna maksimalias reikšmes, t.y. maišymas ir greitis skiriasi fazėmis.

Panašiai mes nustatome, kad taško pagreitis yra lygus:

Pagreičio išraiška rodo, kad poslinkio ir greičio atžvilgiu jis neatitinka fazės. Nors poslinkis ir pagreitis vienu metu pereina per nulį, tačiau šiuo laiko momentu jie turi priešingas kryptis, t.y. perkelta p. Poslinkio, greičio ir pagreičio, palyginti su laiku, grafikai harmoninių virpesių metu įprastine skale pateikti 81 pav.

Jūs jau žinote vieną iš netolygių judesių rūšių – tolygiai pagreitintą.

Panagrinėkime kitą netolygaus judėjimo rūšį – svyruojantį.

Vibraciniai judesiai plačiai paplitę mus supančiame gyvenime. Virpesių pavyzdžiai: siuvimo mašinos adatos judėjimas, sūpynės, laikrodžio švytuoklė, vežimėlis ant spyruoklių ir daugelis kitų kūnų.

52 paveiksle pavaizduoti kūnai, galintys atlikti svyruojančius judesius, jei jie pašalinami iš pusiausvyros padėties (t. y. nukreipiami arba pasislenka nuo linijos OO").

Ryžiai. 52. Kūnų, atliekančių svyruojančius judesius, pavyzdžiai

Šių kūnų judėjime galima rasti daug skirtumų. Pavyzdžiui, rutulys ant sriegio (52 pav., a) juda kreiviškai, o cilindras ant guminės virvelės (52 pav., b) – tiesia linija; viršutinis liniuotės galas (52 pav., c) vibruoja didesniu diapazonu nei vidurinis stygos taškas (52 pav., d). Tuo pačiu metu kai kurie kūnai gali patirti daugiau virpesių nei kiti.

Tačiau su visa šių judesių įvairove jie turi svarbų bendrą bruožą: po tam tikro laiko pasikartoja bet kurio kūno judesys.

Iš tiesų, jei rutulys paimamas iš pusiausvyros padėties ir paleidžiamas, tada, perėjęs pusiausvyros padėtį, jis nukryps į priešingą pusę, sustos ir grįš į vietą, kur pradėjo judėti. Po šio svyravimo seks antrasis, trečiasis ir pan., panašus į pirmąjį.

Taip pat bus kartojami 52 paveiksle pavaizduoti likusių kūnų judesiai.

Laikotarpis, per kurį judesys kartojamas, vadinamas svyravimo periodu. Todėl jie sako, kad svyruojantis judėjimas yra periodiškas.

52 paveiksle pavaizduotų kūnų judėjime, be periodiškumo, yra dar vienas bendras bruožas: per laikotarpį, lygų svyravimo periodui, bet kuris kūnas du kartus pereina pusiausvyros padėtį (juda priešingomis kryptimis).

  • Reguliariais intervalais kartojami judesiai, kurių metu kūnas pakartotinai ir įvairiomis kryptimis pereina pusiausvyros padėtį, vadinami mechaniniais virpesiais.

Būtent tokie svyravimai bus mūsų tyrimo objektas.

53 paveiksle pavaizduotas rutulys su skylute, uždėtas ant lygios plieninės virvelės ir pritvirtintas prie spyruoklės (kitas galas pritvirtintas prie vertikalaus stulpelio). Rutulys gali laisvai slysti išilgai stygos, tai yra, trinties jėgos yra tokios mažos, kad jos neturi didelės įtakos jo judėjimui. Kai rutulys yra taške O (53 pav., a), spyruoklė nedeformuota (neištempta ir nesuspausta), todėl jos neveikia horizontalios krypties jėgos. Taškas O yra rutulio pusiausvyros padėtis.

Ryžiai. 53. Horizontalios spyruoklinės švytuoklės laisvųjų svyravimų dinamika

Perkelkime rutulį į tašką B (53 pav., b). Tuo pačiu metu spyruoklė išsitemps ir joje atsiras elastinė jėga F. Ši jėga yra proporcinga poslinkiui (t. y. rutulio nuokrypiui nuo pusiausvyros padėties) ir nukreipta priešingai. Tai reiškia, kad rutuliui pasislinkus į dešinę, jį veikianti jėga nukreipiama į kairę, link pusiausvyros padėties.

Jei atleisite rutulį, tada, veikiamas tamprumo jėgos, jis pradės greitėti į kairę, į tašką O. Tamprumo jėgos ir jos sukeliamo pagreičio kryptis sutaps su rutulio greičio kryptimi , todėl rutuliui artėjant prie taško O jo greitis visą laiką didės. Šiuo atveju tamprumo jėga mažės mažėjant spyruoklės deformacijai (53 pav., c).

Prisiminkime, kad bet kuris kūnas turi savybę išlaikyti savo greitį, jei jo neveikia jokios jėgos arba jei jėgų rezultatas lygus nuliui. Todėl pasiekęs pusiausvyros padėtį (53 pav., d), kur tamprumo jėga tampa lygi nuliui, rutulys nesustos, o toliau judės į kairę.

Judant iš taško O į tašką A, spyruoklė susispaudžia. Jame vėl atsiras tamprumo jėga, kuri šiuo atveju bus nukreipta į pusiausvyros padėtį (53 pav., e, f). Kadangi tamprumo jėga nukreipta prieš rutulio greitį, ji sulėtina jo judėjimą. Dėl to kamuolys sustos taške A. Tamprumo jėga, nukreipta į tašką O, veiks ir toliau, todėl rutulys vėl pradės judėti ir atkarpoje AO jo greitis padidės (53 pav., f, g, h).

Rutulio judėjimas iš taško O į tašką B vėl sukels spyruoklės tempimą, dėl kurio vėl atsiras elastinė jėga, nukreipta į pusiausvyros padėtį ir sulėtins rutulio judėjimą, kol jis visiškai sustos ( 53 pav., h, i, j). Taigi, rutulys atliks vieną pilną virpesį. Tokiu atveju kiekviename jo trajektorijos taške (išskyrus tašką O) jį veiks spyruoklės tamprioji jėga, nukreipta į pusiausvyros padėtį.

Veikiamas jėgos, kuri grąžina kūną į pusiausvyros padėtį, kūnas gali svyruoti tarsi savaime. Iš pradžių ši jėga atsirado dėl to, kad mes dirbome, kad ištemptume spyruoklę, suteikdami jai tam tikrą energijos kiekį. Dėl šios energijos atsirado vibracijos.

  • Vibracijos, atsirandančios tik dėl pradinio energijos tiekimo, vadinamos laisvaisiais virpesiais

Laisvai svyruojantys kūnai visada sąveikauja su kitais kūnais ir kartu su jais sudaro kūnų sistemą, kuri vadinama svyruojančia sistema. Nagrinėjamame pavyzdyje svyravimo sistemą sudaro rutulys, spyruoklė ir vertikalus stulpelis, prie kurio pritvirtintas kairysis spyruoklės galas. Dėl šių kūnų sąveikos atsiranda jėga, kuri grąžina rutulį į pusiausvyros padėtį.

54 paveiksle parodyta svyravimo sistema, susidedanti iš rutulio, sriegio, trikojo ir Žemės (Žemė paveiksle nepavaizduota). Šiuo atveju rutulys laisvai svyruoja veikiamas dviejų jėgų: gravitacijos ir sriegio tamprumo jėgos. Jų rezultatas yra nukreiptas į pusiausvyros padėtį.

Ryžiai. 54. Srieginė švytuoklė

  • Kūnų sistemos, galinčios laisvai vibruoti, vadinamos virpesių sistemomis

Viena iš pagrindinių bendrų visų svyruojančių sistemų savybių yra jose atsirandanti jėga, kuri grąžina sistemą į stabilią pusiausvyros padėtį.

Virpesių sistemos yra gana plati sąvoka, taikoma įvairiems reiškiniams.

Nagrinėjamos virpesių sistemos vadinamos švytuoklėmis. Švytuoklės yra kelių tipų: sriegis (žr. 54 pav.), spyruoklinis (žr. 53, 55 pav.) ir kt.

Ryžiai. 55. Spyruoklinė švytuoklė

Apskritai

  • Švytuoklė yra standus kūnas, kuris, veikiamas jėgų, svyruoja aplink fiksuotą tašką arba aplink ašį.

Svyruojantį judėjimą tirsime spyruoklės ir sriegio švytuoklės pavyzdžiu.

Klausimai

  1. Pateikite svyruojančių judesių pavyzdžių.
  2. Kaip suprantate teiginį, kad svyruojantis judėjimas yra periodiškas?
  3. Kaip vadinamos mechaninės vibracijos?
  4. Naudodami 53 paveikslą paaiškinkite, kodėl rutuliui artėjant prie taško O iš bet kurios pusės jo greitis didėja, o tolstant nuo taško O bet kuria kryptimi, rutulio greitis mažėja.
  5. Kodėl kamuolys nesustoja pasiekęs pusiausvyros padėtį?
  6. Kokios vibracijos vadinamos laisvosiomis?
  7. Kokios sistemos vadinamos svyruojančiomis? Pateikite pavyzdžių.

23 pratimas




Ar jums patiko straipsnis? Pasidalinkite su draugais!