1) Гармони́ческие колеба́ния — колебания, при которых физическая величина изменяется с течением времени по гармоническому (синусоидальному, косинусоидальному) закону.
Графики функций f(x) = sin(x) (красная линия) и g(x) = cos(x) (зелёная линия) в декартовой системе координат. По оси абсцисс отложены значения полной фазы.
2)Автоколебания отличаются от вынужденных колебаний тем, что последние вызваны периодическим внешним воздействием и происходят с частотой этого воздействия, в то время как возникновение автоколебаний и их частота определяются внутренними свойствами самой автоколебательной системы.
3) Собственная частота , также известная как собственная частота , - это частота, на которой система имеет тенденцию колебаться в отсутствие какой-либо движущей или демпфирующей силы. Схема движения системы, колеблющейся с собственной частотой, называется нормальным режимом (если все части системы движутся синусоидально с той же самой частотой). Если колебательная система приводится в движение внешней силой с частотой, на которой амплитуда ее движения является наибольшей (близкой к собственной частоте системы), эта частота называется резонансной частотой .
4) Негармонические колебания осуществляются в природе в системах, содержащих нелинейные элементы, которые преобразуют энергию источника в энергию колебаний.
Негармонические колебания, получающиеся в результате наложения двух одинаково направленных гармонических колебаний с близкими частотами ( to2 - ai K ( o), называются биениями.
Негармонические колебания выходят за рамки настоящей работы. Представляется, однако, целесообразным дать читателю хотя бы элементарные понятия и об этом вопросе.
5)Спектр колебаний (вибрации) — - совокупность соответствующих гармоническим составляющим значений величины, характеризующей колебания (вибрацию), в которой указанные значения располагаются в порядке возрастания частот гармонических составляющих.
6) Математи́ческий ма́ятник — осциллятор, представляющий собой механическую систему, состоящую из материальной точки на конце невесомой нерастяжимой нити или лёгкого стержня и находящуюся в однородном поле сил тяготения. Другой конец нити (стержня) обычно неподвижен. Период малых собственных колебаний маятника длины L, подвешенного в поле тяжести, равен
Математический маятник. Чёрный пунктир — положения равновесия,
θ
\theta — угол отклонения от вертикали в некоторый момент
T
0
=
2
π
L
g
и не зависит, в первом приближении, от амплитуды колебаний и массы маятника. Здесь g — ускорение свободного падения.
Математический маятник служит простейшей моделью физического тела, совершающего колебания: она не учитывает распределение массы. Однако реальный физический маятник при малых амплитудах колеблется так же, как математический с приведённой длиной.
Дано:
R₁=10см
R₂=5см
φ₀₁-20В
φ₀₂=10В
найти φ₃
потенциал до соединения для 1-го шара:
φ₀₁=q₁/4πε₀R₁ (1)
Для 2-го:
φ₀₂=q₂/4πε₀R₂ (2)
После соединения их потенциалы равны и равны φ₃:
φ ₃=q₁₂/4πε₀R₁= q₂₂/4πε₀R₂ (3)
Где q₁₂ и q₂₂ заряды шаров после соединения проводом.
По закону сохранения электрического заряда суммарный заряд системы шаров не изменился. Тогда
q₁+q₂=q₁₂+q₂₂ (4)
q₁, q₂ можно выразить из (1) и (2)
q₁=φ₀₁4πε₀R₁ (5)
q₂=φ₀₂4πε₀R₂ (6)
из (3) выразим
q₂₂=q₁₂R₂/R₁ (7)
выражения для зарядов из (5), (6), (7) подставляем в (4).
φ₀₁4πε₀R₁ + φ₀₂4πε₀R₂ =q₁₂+q₁₂R₂/R₁
преобразуем
4πε₀(φ₀₁R₁ + φ₀₂R₂) =q₁₂(1+R₂/R₁)
определим q₁₂.
q₁₂= 4πε₀(φ₀₁R₁ + φ₀₂R₂)/(1+R₂/R₁) (8)
теперь заряд q₁₂ (8) подставим в (3)
φ₃=4πε₀(φ₀₁R₁ + φ₀₂R₂)/(1+R₂/R₁)/( 4πε₀R₁) = (φ₀₁R₁ + φ₀₂R₂)/(R₁+R₂)
Подставляем числа, выражаем в СИ
φ₃= (20*0,1+10*0,05)(0,1+0,05)=2,5*0,15=0,375В
