Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
2

При действии какой силы тело совершает гармонические колебания?

vladimir9921 [1.4K] более месяца назад
тэги: физика
категория: наука и техника
2

Гармонические колебания тела и силы с ним связанные. Для ответа на вопрос, для примера, посмотрим на движение маятника (подвес на нити). На него (тело-маятник) действуют силы тяжести и натяжения нити, которые в состоянии покоя уравновешивают друг друга.

Если отвести тело в сторону, то появится поперечная по отношению к нити составляющая силы тяжести, которая приведёт маятник в движение по направлению к точке равновесия. Из-за инерции эта точка будет пройдена и возникнут свободные колебания.

На практике, они будут затухающими, поскольку существует ещё сопротивление среды.

Таким образом, основная сила, приводящая к возникновению гармонических колебаний, - сила тяжести. Но без силы натяжения нити, тело бы просто упало, поэтому её присутствие в этом процессе необходимо

система выбрала этот ответ лучшим
1

Тут надо разделять два случая: свободные колебания и вынужденные колебания.

Для вынужденных колебаний всё предельно просто: сила тоже должна быть гармонической. Строго говоря, при резонансе сила не обязательно может быть гармонической, если высока добротность системы, но в общем случае, далеко от резонанса, ускорение системы будет пропорционально силе, и при негармонической силе негармоническим будет и ускорение. Интеграл от синуса - синус, а вот интеграл от чего-то другого - уже не синус...

Для свободных колебаний правила немного другие. Свободные колебания происходят под действие внутренних сил, действующих в системе. И чтобы колебания были гармоническими, в системе должна присутствовать (возникать) возвращающая сила, пропорциональная отклонению системы от положения равновесия. Это главное условие, при котором система будет совершать именно гармонические колебания, а не какие-то ещё. Потому что дифференциальное уравнение для гармонической функции есть d²x/dx² = -kx. Вот в этом kx (пропорциональность отклонению от равновесия) всё и зарыто.

1

Чтобы тело совершало гармонические колебания, сила, приложенная к телу, должна быть гармонической. Если не требуется строгая гармоничность (синусоидальность, разрешено ангармонические колебания), то внешняя сила должна иметь немонотонный характер (изменяющейся, прерывистой), но ни коем случае не постоянной или монотонной однонаправленной.

Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
регистрация
OpenID