Кинематические характеристики колебательного движения. Ознакомимся с некоторыми из них.
● Смещение - это физическая величина, показывающая, в какую сторону и на сколько удаляется от положения равновесия колеблющееся тело за определенный промежуток времени. Например, предположим, что тело массой 𝑚 совершает повторяющиеся периодические движения вокруг точки равновесия 𝑂, вправо и влево от нее, вдоль оси 𝑋.
Координата тела 𝑥 в данный момент времени 𝑡 показывает смещение этого тела от его положения равновесия (a).Если тело, двигаясь вправо от точки равновесия О, смещается на амплитуду 𝑥m (точка N), затем, остановившись на мгновение, возвращается в точку О, движется влево, смещаясь до точки с координатой – 𝑥m (точка M), и остановившись в этой точке на мгновение, сново вернется в точку О, то это движение тела называется одно полное колебание (см: a). Таким образом, тело за время одного полного колебания проходит путь, равный 4 амплитудам:
l = 4xm .
Если тело за промежуток времени 𝑡 совершит 𝑁 колебаний, то пройденный им путь будет равен:
l = 4xmN = 4xmtv = 4xm ⋅ t
T . (4.1)
Где v (ню) — частота колебаний, T — период колебаний.
● Частота колебаний - это физическая величина, численно равная числу полных колебаний за одну секунду:
v = N
t . (4.2)
За единицу измерения частоты колебания в СИ принята величина, названная в
честь немецкого ученого Генри Герца, герц (1Гц). 1 Гц – это частота таких
колебаний, при которых за 1с совершается 1 колебание: [v] = 1 Гц = 1с-1.
● Период колебаний - это время, за которое совершается одно полное колебание:
T = t
N . (4.3)
Единица измерения периода в СИ – секунда (1 с): [T ] = 1 с.
Период и частота колебаний – взаимно обратные величины:
T = 1
v или v = 1
T . (4.4)
ω = 2πv (4.5)
Здесь ω (омега) — циклическая частота. Единица измерения циклической частоты в СИ: