резонанс
Якщо не повідомляти коливається системі зовнішню енергію, то амплітуда гармонійного коливання зменшується у часі через дисипативних ефектів. Періодичне дію сили може збільшити амплітуду коливань. Тепер коливань не буде затухати з часом, оскільки втрачена енергія заповнюється протягом кожного циклу дією зовнішньої сили. Якщо буде досягнутий баланс цих двох енергій, то амплітуда коливань буде залишатися постійною. Ефект залежить від співвідношення частот змушує сили? і власної частоти коливання системи? 0.
Якщо тіло коливається під дією зовнішньої періодичної сили з частотою цієї зовнішньої сили, то коливання тіла називається вимушеним.
Енергія зовнішньої сили надає найбільший дію на коливання системи, якщо зовнішня сила володіє певною частотою. Ця частота повинна бути такою ж, як і частота власних коливань системи, які б ця система здійснювала за відсутності зовнішніх сил. У такому випадку відбувається резонанс - явище різкого зростання амплітуди коливань при збігу частоти змушує сили з частотою власних коливань системи.
Механічні хвилі
Поширення коливань з одного місця в інше називається хвильовим рухом, або просто хвилею.
Механічні хвилі утворюються внаслідок простих гармонійних коливань частинок середовища від їх середнього положення. Речовина середовища не переміщається при цьому з одного місця в інше. Але частки середовища, передають один одному енергію, необхідні для розповсюдження механічних хвиль.
Таким чином, механічна хвиля є обуренням матеріального середовища, яке проходить цю середу з певною швидкістю, не змінюючи своєї форми.
Якщо у воду кинути камінь, від місця обурення середовища побіжить одиночна хвиля. Однак хвилі іноді можуть бути періодичними. Наприклад, вібруючий камертон виробляє поперемінні стиснення і розрідження навколишнього його повітря. Ці збурення, що сприймаються як звук, відбуваються періодично з частотою коливань камертона.
Існують механічні хвилі двох видів.
(1) Поперечна хвиля. Цей вид хвиль характеризується вібрацією частинок середовища під прямим кутом до напрямку поширення хвилі. Поперечні механічні хвилі можуть виникати тільки в твердих речовинах і на поверхні рідин.
У поперечної хвилі всі частинки середовища здійснюють просте гармонійне коливання біля своїх середніх положень. Положення максимального зсуву нагору називається «піком», а положення максимального зсуву вниз - «западиною». Відстань між двома наступними піками або западинами називається довжиною поперечної хвилі?.
(2) Поздовжня хвиля. Цей вид хвиль характеризується коливаннями часток середовища вздовж напрямку поширення хвилі. Поздовжні хвилі можуть поширюватися в рідинах, газах і твердих тілах.
У поздовжньої хвилі всі частинки середовища також здійснюють просте гармонійне коливання близько їх середнього положення. У деяких місцях частки середовища розташовані ближче, а в інших місцях - далі, ніж у нормальному стані.
Місця, де частки розташовані близько, називаються областями стиснення, а місця де вони знаходяться далеко один від одного - областями розрідження. Відстань між двома послідовними стисками або разрежениями називаються довжиною поздовжньої хвилі.
Виділяють наступні характеристики хвиль.
(1) Амплітуда - максимальне зміщення коливається частки середовища від її положення рівноваги (A). ...
