Условие возникновения свободных колебаний:

Колебания и волны.

Смещение – отклонение колеблющейся точки от положения равновесия в данный момент времени. Обозначение: x (S)

Амплитуда – наибольшее смещение от положения равновесия. Обозначение: (А)

Период – время одного полного колебания. Обозначение: T

Частота – число полных колебаний за единицу времени. Обозначение:

Циклическая (круговая) частота – число полных колебаний, которые совершаются за 2π единиц времени (секунд). Обозначение:

Уравнение колебаний:

Зависимость координаты от времени:

Амплитуда колебаний скорости:

Амплитуда колебаний ускорения:

Зависимость проекции скорости и ускорения от времени:

;

Энергия колебаний: Ⱳк= ;   Ⱳп=

Классификация колебаний:

1 – затухающие, не затухающие (по наличию силы трения);

2 – свободные (под действием внутренних сил) и вынужденные (под действием внешних сил);

3 – гармонические (точно повторяются, описываются sin или cos) и не гармонические(не повторяются).

Условие возникновения свободных колебаний:

1. Колебательной системе нужно сообщить начальный запас энергии и вывести ее из состояния равновесия;
2. Должна возникнуть внутренняя сила, направленная к положению равновесия
3. Систему нужно предоставить самой себе
4. Трение должно быть мало

Период математического маятника:

Период пружинного маятника:

Период кинетической энергии:

Период потенциальной энергии:

Связь периода и циклической частоты:

Приведенное ускорение свободного падения: 9.81 (м/с²) вблизи земной поверхности. Значение g на других расстояниях от поверхности Земли изменяется!

Длина волны – расстояние, на которое распространяются колебания за один период ( = )

Период волны – промежуток времени между прохождением вершин двух последовательных гребней через одну и ту же точку пространства.

Частота волны - число полных колебаний или циклов волны, совершенных в единицу времени.

Уравнение волны – , где v – скорость волны

Скорость волны и её зависимость от внешних факторов – физическая величина, численно равная расстоянию, которое проходит любая точка пространства за единицу времени.

  где С-скорость волны, -длина волны, T-период

Классификация волн

- электромагнитные волны (радиоволны, свет, рентгеновские лучи);
- упругие волны (звук, сейсмические волны);
- волны в плазме;
- гравитационные волны;
- объёмные волны (распространяющиеся в толще среды);
- волны на поверхности жидкости.
По отношению к направлению колебаний частиц среды, в которой распространяется волна, выделяют:
- продольные
- поперечные волны

- волны смешанного типа.
По виду фронта волны (поверхности равных фаз):
- плоская волна — плоскости фаз перпендикулярны направлению распространения волны;
- сферическая волна — поверхностью фаз является сфера;
- цилиндрическая волна — поверхность фаз напоминает цилиндр.
По демонстрируемым волнами физическим проявлениям:
- линейные волны — волны с небольшой амплитудой, свойства которых описываются простыми линейными зависимостями;
- нелинейные волны — волны с большими амплитудами, что приводит к возникновению совершенно новых эффектов и существенно изменяет характер уже известных явлений;
- уединённые волны;

Электромагнитная волна – изменение электромагнитного поля, возникающее при движении заряженной частицы с ускорением.

Электромагнитное поле – особой формы материальная среда, в которой взаимодействуют электрические заряды.

Суть уравнений Максвелла: Максвелл разработал идею электромагнитных волн. Он выдвинул гипотезу, что при изменении электрического поля возникает вихревое магнитное поле. (переменное магнитное поле создает вихревое электрическое поле, а переменное электрическое поле создает вихревое магнитное поле)

Вихревое электрическое поле: Возникающее при изменении магнитного поля электрическое поле имеет совсем другую структуру, чем электростатическое. Оно не связано непосредственно с электрическими зарядами, и его силовые линии не могут на них начинаться и кончаться. Они вообще нигде не начинаются и нигде не кончаются, представляя собой замкнутые линии, подобные силовым линиям магнитного поля. Это так называемое вихревое поле.

Электродинамика

Магнитный поток - контур, помещенный в однородное магнитное поле, пронизывается магнитным потоком (потоком векторов магнитной индукции).

Магнитная индукция - векторная физическая величина, характеризующая поля в данной точке и на чертежах показывается касательной к магнитной линии. , где М-вращающий момент, действующий на рамку с током, I – сила тока, текущая в рамке, S – площадь рамки.

Вебер - единица измерения магнитного потока

Тесла – единица измерения магнитной индукции

Магнитные линии – изображение на чертеже магнитного поля. Линии замкнуты, в общем случае кривые, выходят из северного полюса, входят в южный полюс, не пересекаются.

Правило правой руки. Если правой рукой вращать рукоятку буравчика, острие покажет направление тока, а вращение рукояток – направление магнитных линий.

Сила Ампера - это сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током

Сила Лоренца

Правило левой руки. Если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная проводнику составляющая вектора магнитной индукции входила в ладонь, а 4 вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы, действующий на проводник с током.

Движение заряженной частицы в электрическом поле. На заряженную частицу со стороны поля действует постоянная сила F ⃗ = qE ⃗, которая сообщает частице постоянное ускорение a ⃗ = F ⃗ m = qE ⃗ m. Если частица имеет начальную скорость υ ⃗= 0, то ее движение в таком поле похоже на движение тела, брошенного под углом к горизонту в однородном поле тяжести, где ускорение тела также постоянно и равно g ⃗! Траектория движения в таком случае — парабола.

Колебания и волны.

Смещение – отклонение колеблющейся точки от положения равновесия в данный момент времени. Обозначение: x (S)

Амплитуда – наибольшее смещение от положения равновесия. Обозначение: (А)

Период – время одного полного колебания. Обозначение: T

Частота – число полных колебаний за единицу времени. Обозначение:

Циклическая (круговая) частота – число полных колебаний, которые совершаются за 2π единиц времени (секунд). Обозначение:

Уравнение колебаний:

Зависимость координаты от времени:

Амплитуда колебаний скорости:

Амплитуда колебаний ускорения:

Зависимость проекции скорости и ускорения от времени:

;

Энергия колебаний: Ⱳк= ;   Ⱳп=

Классификация колебаний:

1 – затухающие, не затухающие (по наличию силы трения);

2 – свободные (под действием внутренних сил) и вынужденные (под действием внешних сил);

3 – гармонические (точно повторяются, описываются sin или cos) и не гармонические(не повторяются).

Условие возникновения свободных колебаний:

1. Колебательной системе нужно сообщить начальный запас энергии и вывести ее из состояния равновесия;
2. Должна возникнуть внутренняя сила, направленная к положению равновесия
3. Систему нужно предоставить самой себе
4. Трение должно быть мало

Период математического маятника:

Период пружинного маятника: