Кинематика вращательного движения Реактивное движение Потенциальная энергия упругой деформации Параметры гармонического колебания Элементы механики сплошных сред Практическое занятие по физике Контрольная работа

Энергия гармонических колебаний

Маятник В физике под маятником понимают твердое тело, совершающее под действием силы тяжести колебания вокруг неподвижной точки или оси.

Энергия гармонических колебаний Квазиупругая сила является консервативной силой.

Затухающие гармонические колебания Во всякой реальной колебательной системе имеются силы сопротивления, действие которых приводит к уменьшению энергии системы.

Верхняя из пунктирных кривых дает график функции A(t), причем величина  представляет собой амплитуду в начальный момент времени.

Вынужденные колебания – это колебания, которые происходят в колебательной системе под действием внешней вынуждающей силы:

Решение, равное нулю, соответствует максимуму знаменателя. Из остальных двух решений отрицательное должно быть отброшено, как не имеющее физического смысла.

Волны Механизм образования и распространение волн в упругой среде.

Геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе, называется волновой поверхностью. Продолжим рассмотрение изобарического процесса. Подставляя полученные выражения для dQ, dU, dA в первое начало термодинамики, получим:

Уравнение плоской бегущей волны, распространяющейся в произвольном направлении.

Энергия волны.Перенос энергии волновым движением. Вектор Умова.

В одной и той же точке плотность энергии изменяется со временем по закону квадрата синуса.

Стоячие волны Если в среде распространяется одновременно несколько волн, то колебания частиц среды оказываются геометрической суммой колебаний, которые совершали бы частицы при распространении каждой из волн по отдельности.

Колебания струны В закрепленной с обоих концов натянутой струне при возбуждении поперечных колебаний устанавливаются стоячие волны, причем в местах закрепления струны должны располагаться узлы.

Параметры гармонического колебания:

 А – амплитуда, т.е. максимальное смещение от положения равновесия;

 - фаза колебаний, которая измеряется в радианах;

   - начальная фаза, т.е. фаза в момент времени ;

 T - период колебаний, т.е. время одного полного колебания; Внесистемные единицы измерений и их перевод в единицы СИ

   - частота колебаний, т.е. число колебаний в единицу времени. (измеряется в герцах, ).

Поскольку косинус – функция периодическая с периодом , то

  - циклическая частота.

В случае колеблющегося шарика, подвешенного на пружине:

Продифференцировав  x(t) по времени, получим выражение для скорости:

,

а, продифференцировав еще раз, найдем выражение для ускорения:

Из сравнения этих выражений следует, что скорость v опережает смещение х по фазе на , а ускорение а и смещение х находятся в противофазе.

На рисунке сопоставлены графики для смещения, скорости и ускорения.

При внесении диэлектрика во внешнее поле с напряженностью , напряженность результирующего поля внутри диэлектрика равна

. Безразмерная величина  называется диэлектрической проницаемостью среды. Величина  показывает, во сколько раз поле ослабляется диэлектриком, характеризуя количественно свойство диэлектрика поляризоваться в электрическом поле.

 Помимо вектора напряженности электрическое поле характеризуется вектором электрического смещения, который для электрически изотропной среды по определению равен . Вектор электрического смещения можно выразить как .

  Для произвольной замкнутой поверхности  поток вектора  сквозь эту поверхность .

Теорема  Гаусса для электростатического поля в диэлектрике:

, т. е. поток вектора смещения электростатического поля в диэлектрике сквозь произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме заключенных внутри этой поверхности свободных электрических зарядов.


Расчеты курсовой по физике