В этой статье объясняется, что такое колебательное движение в физике. Таким образом, вы найдете примеры колебательных движений, каковы характеристики колебательных движений и, кроме того, каковы формулы колебательных движений.
Что такое колебательное движение?
Колебательное движение – это движение, описывающее колебание частицы вокруг положения равновесия. То есть, когда частица периодически перемещается из стороны в сторону, она совершает колебательное движение.
Например, движение маятника является колебательным движением. Подвешенная масса маятника периодически колеблется между двумя положениями, поэтому это колебательное движение.
В физике при колебательных движениях трением вообще пренебрегают, поэтому телу, осуществляющему колебательное движение, всегда требуется одинаковое время, чтобы дважды пройти одно и то же положение.
Примеры колебательных движений
Теперь, когда мы знаем определение колебательного движения, мы увидим несколько примеров этого типа движения, чтобы лучше понять его значение.
Примеры колебательных движений:
- Колебательное движение массы, подвешенной на пружине.
- Колебательное движение маятника.
- Движение струн гитары.
- Движение электрического заряда, хранящегося в конденсаторе.
- Колебательное движение электромагнитных волн.
Следует отметить, что для того, чтобы все эти движения колебались бесконечно во времени, не должно быть никакого трения. В действительности эти движения прекращаются из-за трения с воздухом или с материалом, однако в физике в этих случаях трением пренебрегают и поэтому считают, что они колеблются бесконечно.
Характеристики колебательного движения
Колебательные движения имеют следующие характеристики:
- Удлинение (x) : положение тела, совершающего колебательное движение в определенный момент. Он представляет собой отделение тела от его сбалансированного положения.
- Амплитуда (А) : максимальное расширение колебательного движения. Следовательно, это разница между максимальным положением и положением равновесия.
- Период (Т) : время, необходимое телу для совершения полного колебания.
- Частота (f) : количество колебаний или вибраций, которые тело совершает в единицу времени.
- Угловая частота или пульсация (ω) : это скорость, с которой тело осуществляет колебания.
На следующем изображении вы можете увидеть графическое представление удлинения колебательного движения как функции времени.
Уравнение колебательного движения
Удлинение частицы, описывающей колебательное движение, определяется как амплитуда движения, умноженная на косинус угловой частоты, умноженный на время плюс начальная фаза движения. Таким образом , формула уравнения удлинения колебательного движения имеет следующий вид:
Золото:
-
– удлинение тела, совершающего колебательное движение.
-
– амплитуда колебательного движения.
-
– угловая частота или частота пульсации.
-
– момент, в который рассчитывается удлинение.
-
является начальной фазой колебательного движения.
Имейте в виду, что в случае простого гармонического движения, которое является наиболее изученным видом колебательного движения, существует больше формул, позволяющих рассчитать все его параметры. Вы можете увидеть все формулы простого гармонического движения, нажав здесь: