Вынужденные колебания. Резонанс. Колебания в теле человека. Механические волны. Виды волн. Характеристики волн: длина волны, частота

Вынужденные колебания являются незатухающими. Поэтому необходимо восполнять потери энергии за каждый период колебаний. Для этого необходимо воздействовать на колеблющееся тело периодически изменяющейся силой. Вынужденные колебания совершаются с частотой, равной частоте изменения внешней силы.

Амплитуда вынужденных механических колебаний достигает наибольшего значения в том случае, если частота вынуждающей силы совпадает с частотой колебательной системы. Это явление называется резонансом. Например, если периодически дергать шнур в такт его собственным колебаниям, то мы заметим увеличение амплитуды его колебаний.

 

Волна - это процесс распространения колебания в среде с течением времени. Для существования волны необходим источник колебания и материальная среда или поле, в которых эта волна распространяется. Волны бывают самой разнообразной природы, но они подчиняются аналогичным закономерностям.

1. По физической природе различают:

· Электромагнитные волны: свет, радиоволны, излучения

· Механические волны: упругие, звуковые, волны на поверхности жидкости

2. По ориентации возмущений различают:

· Продольные волны - это волны, в которых колебания частиц среды происходят в направлении распространения волны. В телах, обладающих упругостью объема (в любых средах: твердых, жидких, газообразных).

Примеры: звуковые волны

· Поперечные волны - это волны, в которой колебания частиц среды происходят перпендикулярно направлению распространения волны. В твердых телах, которые обладают упругостью формы.

Примеры: упругие волны в струне, волны на воде

3. По характеру зависимости от времени различают:

· Упругие волны - механические возмещения (деформации), распространяющиеся в упругой среде. Упругая волна называется гармонической (синусоидальной), если соответствующие ей колебания среды являются гармоническими.

· Бегущие волны - волны, переносящие энергию в пространстве.

4. По форме волновой поверхности:

плоская, сферическая, цилиндрическая волна.

Волновой фронт - геометрическое место точек, до которых дошли колебания к данному моменту времени.

Волновая поверхность - геометрическое место точек, колеблющихся в одной фазе.

Длина волны λ [м] – это наименьшее расстояние между двумя частицами среды, колеблющимися в одинаковых фазах, или расстояние, на которое распространяется волна за время одного периода.

* Частота - число колебаний в единицу времени; величина, обратно пропорциональная периоду (Период - промежуток времени, в течение которого тело совершает одно полное колебание)