мплітудах ці коливання є гармонійними, причому період їх виражається формулою, аналогічною формулою математичного маятника
В В
Рис. 7. Крутильні коливання диска, підвішеного на дроті
Тут m - маса коливного вантажу, k - жорсткість пружини, тобто сила, необхідна для розтягування пружини на одиницю довжини.
Важливим випадком пружних коливань є так звані крутильні коливання, при яких тіло повертається туди і назад близько осі, що проходить через його центр ваги.
Якщо, наприклад, підвісити на дроті диск (мал. 7), повернути його так, щоб дріт закрутилася, і потім відпустити, то диск почне розкручуватися, закрутиться у зворотний бік і т. д., тобто буде здійснювати крутильні коливання. При цьому також двічі за період має місце перехід кінетичної енергії рухомого диска в потенційну енергію (енергію деформації) закручується дроту і назад. Крутильні коливання нерідко мають місце в валах двигунів, зокрема в гребних валах теплоходних машин, і за деяких умов можуть виявитися дуже шкідливими. p> У ручних і кишенькових годиннику не можна використовувати підвісний маятник; в них застосовується так званий балансир - коліщатко, до осі якого прикріплена спеціальна пружина (В«волосокВ»). Балансир періодично повертається туди і назад, причому при цих крутильних коливаннях пружинка згинається (розкручується і закручується) в обидві сторони від свого рівноважного стану. Таким чином, балансир являє собою крутильний маятник. p> Для періоду крутильних коливань зберігають силу ті ж закономірності, що й для періоду будь-яких пружних коливань: період тим більше, чим менше жорсткість системи і чим більше її маса (при незмінній формі).
. Вимушені коливання
Вище йшлося про вільні коливання, тобто про періодичних рухах, які здійснюються коливальної системою, якщо її вивести зі стану рівноваги і потім надати самій собі. Але є такі випадки, коли періодичне рух тіла відбувається не вільно, а в результаті дії періодично мінливої вЂ‹вЂ‹сили. Коливання, що відбуваються під впливом зовнішнього періодичної сили, називаються вимушеними. p> Наприклад, в квартирі задеренчали скла, коли повз будинок проїхав важка вантажівка. Коливання стекол, вимушені. Їх викликали коливання грунту і повітря, створені проїжджаючим вантажівкою. p> Коли хтось розмовляє по телефону, мембрана мікрофона коливається під дією коливань повітря, а повітря - під дією коливань голосових зв'язок. Коливання мембрани мікрофону і коливання повітря вимушені. p> Корпуси всіх працюючих машин і механізмів також здійснюють вимушені коливання. Вимушені коливання здійснює дифузор гучномовця і голка у швейній машині. p> Наведені приклади свідчать про те, що вимушені коливання вельми часто зустрічаються в навколишньому світі, тому важливо знати їх основні характеристики:
1) У коливальній системі, на яку діє періодично змінюється сила, встановлюється періодичне рух;
