Краткая теория. Гармоническими колебаниями называют периодические изменения физической величины в зависимости от времени

Гармоническими колебаниями называют периодические изменения физической величины в зависимости от времени, происходящие по закону косинуса или синуса.

Периодом колебаний (T) называют минимальный промежуток времени, через который движение частицы полностью повторяется.

Частотой колебаний (v) называют число колебаний в единицу времени.

Период колебаний пружинного маятника (груза массой m, укрепленного на пружине жесткостью k) равен:

Период колебаний математического маятника (материальной точки, подвешенной на нерастяжимой невесомой нити) равен:

Свободными называют колебания, происходящие в системе под действием внутренних сил после вывода системы из положения равновесия.

Вынужденными называют колебания, совершаемые телом под действием внешних периодически изменяющихся сил. Частота вынужденных колебаний совпадает с частотой внешней силы.

Резонансом называют увеличение амплитуды колебаний при приближении частоты вынужденных колебаний к частоте собственных колебаний.

Волной (волновым процессом) называют процесс распространения колебаний. Если частицы колеблются по той же прямой, вдоль которой распространяются колебания, волну называют продольной; если колебания частиц перпендикулярны к направлению распространения колебаний, волну называют поперечной.

Длиной волны (λ) называют расстояние между ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах. Длина волны - это то расстояние, на которое распространяются колебания за время одного периода. Отсюда скорость волны:

.