Механика. Изучение собственных колебаний сосредоточенной системы. Рудин А.В - 3 стр.

      Цель работы: ознакомление с простейшим случаем собственных
гармонических колебаний на примере колебания пружинного маятника,
которые в воздухе можно считать незатухающими.
      Приборы и оборудование: пружинный маятник с набором пружин и
грузов, физический штатив с лапкой, измерительная линейка, сосуд с
вязкой жидкостью, секундомер.

                       Теоретические сведения

      Колебаниями называются движения или процессы, которые
характеризуются определенной повторяемостью во времени.
      Колебания называются свободными (или собственными), если они
совершаются за счет первоначально сообщенной энергии при
последующем отсутствии внешних воздействий на колебательную
систему.
      Простейшим типом колебаний являются гармонические колебания -
колебания, при которых колеблющаяся величина изменяется со временем
по синусоидальному (или косинусоидальному) закону.
      Гармонические колебания величины S описываются уравнением

                                  S = A ⋅ cos(ω0 t + ϕ) ,    (1)
                  где А - максимальное значение колеблющейся
                  величины, называемое амплитудой колебаний;
              k
                  (ω0 t + ϕ) - фаза колебаний в момент времени t; ω0 -
                  циклическая частота, ϕ - начальная фаза колебаний.
                        Примером          свободных       гармонических
 x            m   колебаний являются колебания тела, подвешенного
                  на невесомой пружине (рис. 1).
              m
                  На тело массой m действуют квазиупругая сила
                  пружины
      Рис.1
                                  r        r
                                  Fуп = − kx               (2)
и сила тяжести                    r       r
                                  FТ = − mg ,              (3)




                                 3