Фізика 11 клас

 

МЕХАНІЧНІ І ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ КОЛИВАННЯ І ХВИЛІ

 

Розділ 3 Коливання і хвилі

 

§ 20. КОЛИВАЛЬНИЙ РУХ. ПЕРІОД І ЧАСТОТА КОЛИВАНЬ

 

Як вам вже відомо з попередніх класів, коливаннями або коливальними рухами називають такі види механічного руху чи зміни стану системи, які періодично повторюються в часі, наприклад, механічні коливання тіла на пружині, коливання маятників, коливання струн, вібрації фундаментів будівель, електромагнітні коливання в коливальному контурі.

За фізичною природою коливання поділяють на механічні та електромагнітні, за характером коливань — на вільні, вимушені та автоколивання. Хоча коливання досить різноманітні за своєю фізичною природою, але вони мають спільні закономірності й описуються однотипними математичними методами.

Коливання притаманні всім явищам природи. Пульсують зорі і обертаються планети Сонячної системи, у земній атмосфері та іоносфері циркулюють потоки заряджених і нейтральних частинок, вітри збуджують коливання і хвилі на поверхні водойм. Всередині будь-якого живого організму безперервно відбуваються процеси, які ритмічно повторюються, наприклад биття серця.

Світло — це також коливання, але електромагнітні. За допомогою електромагнітних коливань, які поширюються в просторі, можна здійснювати радіозв'язок, радіолокацію, передавати телевізійні передачі, а також лікувати деякі хвороби. Перелічити всі види коливань неможливо.

Наведені приклади механічних і електромагнітних коливань з першого погляду мають мало спільного. Проте під час їх дослідження було виявлено цікаву закономірність: різні за фізичною природою коливання описуються однаковими математичними рівняннями, що значно полегшує їх вивчення.

Пристрої, в яких можуть здійснюватися коливання, називають коливальними системами. Будь-яка коливальна система має положення рівноваги. Нерухома система обов'язково перебуває в такому положенні. Сама по собі система не може вийти з положення рівноваги; для цього необхідний вплив зовнішньої сили.

Важлива особливість коливальних рухів — їх періодичність, тобто точна або наближена повторюваність руху тіл через рівні інтервали часу. Мінімальний інтервал часу, через який відбувається повторення руху тіла, називають періодом коливань.

Період коливань позначають літерою Т. Його одиницею в СІ є одна секунда (1 с).

Кількість коливань, здійснених за одиницю часу, називають частотою коливань v.

Одиницею частоти в СІ є один герц (1 Гц).

Вона названа так на честь відомого німецького фізика Г. Герца. Якщо частота коливань v = 1 Гц, то це означає, що відбувається одне коливання за секунду. Приблизно з такою частотою б'ється людське серце. Якгц о v = 50 Гц, то відбуваються 50 коливань за секунду.

Частота коливань — це величина, обернена до періоду:

 





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити