19. Уравнение гармонического колебания. Колебания груза на пружине.

Гармонические колебания, колебания, при которых физическая величина изменяется с течением времени по закону синуса или косинуса. Графически Г. к. изображаются кривой — синусоидой или косинусоидой; они могут быть записаны в форме: х = Asin (t + ), где х — значение колеблющейся величины в данный момент времени t , А — амплитуда колебаний,  — угловая частота колебаний, ( + ) — фаза колебаний,  — начальная фаза колебаний. Г. к. занимают среди всех разнообразных форм колебаний важное место.

Колебания груза на пружине. Примерами простых колебательных систем могут служить груз на пружине или математический маятник.

Механические колебания, как и колебательные процессы любой другой физической природы, могут быть свободными и вынужденными. Свободные колебания совершаются под действием внутренних сил системы, после того, как система была выведена из состояния равновесия. Колебания груза на пружине или колебания маятника являются свободными колебаниями. Колебания, происходящие под действием внешних периодически изменяющихся сил, называются вынужденными.

20. Колебание физического и математического маятников.

Математи́ческий ма́ятник — механическая система, состоящая из материальной точки, подвешенной на невесомой нерастяжимой нити или на невесомом стержне в поле тяжести. Период малых колебаний математического маятника длины l в поле тяжести с ускорением свободного падения g равен

и не зависит от амплитуды и массы маятника.

Плоский математический маятник со стержнем — система с одной степенью свободы. Если же стержень заменить на нерастяжимую нить, то это система с двумя степенями свободы со связью.

Физический маятник — твёрдое тело, совершающее колебания в поле каких-либо сил относительно точки, не являющейся центром масс этого тела, или неподвижной горизонтальной оси, не проходящей через центр масс этого тела.

Центр качания — точка, в которой надо сосредоточить всю массу физического маятника, чтобы его период колебаний не изменился.

21. Энергия гармонических колебаний.

22. Распространение волн. Принцип Гюйгенса и принцип Ферма. Эффект Доплера.

Процесс распространения колебаний в среде называется волной.

Механические волны бывают разных видов.

поперечной.

продольной.

Свойства волн характеризуются амплитудой .A колебания частиц, частотой f и длиной волны λ.

Принцип Гюйгенса - метод, позволяющий определить положение фронта волны в следующий момент времени по его известному положению в текущий момент. Согласно принципу Гюйгенса: - все точки, через которые проходит фронт волны в текущий момент времени, являются источниками вторичных сферических волн; и - положение фронта волны в следующий момент времени совпадает с поверхностью, огибающей все вторичные волны.

Принцип Ферма - принцип геометрической оптики, согласно которому:

Луч света, проходящий через две точки, идет между ними по такому пути, для прохождения которого требуется наименьшее или наибольшее (экстремальное) время по сравнению с другими возможными путями.

Эффекта Доплера - если источник звука и наблюдатель движутся друг относительно друга, частота звука, воспринимаемого наблюдателем, не совпадает с частотой источника звука.