Какие колебания называют свободными?
Свободными называют колебания, которые происходят после однократного вывода системы из равновесия без дальнейшего влияния внешних сил.
От чего зависят период и частота колебаний маятника?
Период и частота колебаний маятника зависят от длины нити и ускорения свободного падения, при этом масса маятника на них не влияет.
Какие превращения энергии происходят при свободных колебаниях?
При свободных колебаниях энергия переходит из потенциальной в кинетическую и обратно, многократно сменяя форму.
Что такое затухающие колебания?
Затухающими называют колебания, амплитуда которых постепенно уменьшается под действием сил трения и сопротивления среды.
Какие силы называют внутренними и внешними?
Внутренними называют силы, действующие между частями самой системы, внешними — силы, действующие на систему извне.
Что такое вынужденные колебания и при каких условиях они возникают?
Вынужденные колебания — это колебания, возникающие из-за действия периодической внешней силы, которая заставляет систему колебаться.
Чем определяется частота вынужденных колебаний?
Частота вынужденных колебаний определяется частотой внешнего периодического воздействия.
В чём заключается явление резонанса?
Резонанс заключается в резком увеличении амплитуды, когда частота внешней силы совпадает с собственной частотой системы.
Приводит ли наличие силы трения к затуханию вынужденных колебаний?
Сила трения приводит не к исчезновению вынужденных колебаний, а к уменьшению их амплитуды и установлению устойчивой величины.
Как силы трения влияют на резонанс?
Силы трения делают резонанс более слабым, уменьшая максимальную амплитуду и расширяя резонансную область.
Шарик, подвешенный на пружине, совершает гармонические колебания. Сохранится ли характер колебаний, если вся система начнёт свободно падать?
Шарик на пружине будет продолжать совершать гармонические колебания даже при свободном падении системы. При свободном падении сила тяжести «исчезает» в системе отсчёта, движущейся вместе с телом, статическое растяжение пружины, вызванное весом, исчезнет, но собственная частота колебаний, ω = sqrt(k/m), не изменится. Изменятся только положение равновесия и, возможно, амплитуда в зависимости от начальных условий.
Имеются два нитяных маятника разной длины. Период колебаний одного из них известен. Как, не располагая секундомером и линейкой, определить период колебаний другого маятника?
Чтобы определить период второго маятника, не имея секундомера и линейки, запустить оба маятника одновременно в фазе и сосчитать число колебаний каждого до того момента, когда они вновь окажутся в одинаковой фазе. Пусть первый совершит N колебаний, второй M за один и тот же промежуток; тогда отношение периодов равно T2/T1 = N/M, откуда T2 = (N/M)·T1. Таким образом достаточно наблюдать и пересчитать колебания каждого.
Вода, которую несут в вёдрах на коромысле, начинает сильно расплёскиваться. Можно ли, не останавливаясь, прекратить расплёскивание?
Вода в вёдрах начинает расплёскиваться из-за вынужденных колебаний коромысла: шаги задают периодическое возбуждение, совпадающее с собственными колебаниями грузов с водой, что вызывает большую амплитуду. Прекратить расплёскивание, не останавливаясь, можно, изменив темп и характер движения — переход на более ровный, плавный шаг и изменение частоты качания так, чтобы частота возбуждения не совпадала с собственной частотой системы (то есть избежать резонанса), а также уменьшить резонансные эффекты, прижимая вёдра к себе или зафиксировав их.
Почему в квартире иногда начинают дрожать стёкла, если на улице проезжает тяжёлый грузовик?
Стёкла в квартире дрожат при проезде тяжёлого грузовика потому, что машина создаёт мощные колебания грунта и воздушные волны; эти колебания передаются на фундамент и несущие конструкции дома и действуют как периодическая внешняя сила на окна. Если частота таких воздействий близка к собственной частоте рам и стекол или корпуса здания, амплитуда колебаний увеличивается из-за резонанса и стекла начинают заметно вибрировать.