Колебания
Колебания — это процессы, в результате осуществления которых система постоянно возвращается к исходному состоянию; остроумно говоря, симметрия во времени. Если это происходит через одинаковый промежуток времени — период T, то колебания называют периодическими.
Колебания могут иметь самую разнообразную природу, например, механические колебания тел, колебания давления и температуры, силы тока, напряжения и т.
Колебания, для которых зависимость переменной от времени описывается синусоидой, называются гармоничными. Периодические колебания с другой зависимостью от времени называются ангармоническим.
В большинстве физических систем колебания возникают при выводе системы из положения равновесия. Такие колебания в основном рассеивают энергию и затухают со временем. Однако в открытых диссипативных системах с постоянным притоком энергии могут возникнуть колебания, не затухающие, пока не прекратится приток энергии. Такие колебания называют автоколебаниями.
Свободные колебания выполняет система, к которой подводится снаружи энергия. Если при этом система не тратит своей энергии, то ее полная энергия остается все время постоянной и колебания не будут угасать.
Если же энергия системы уменьшается, например через выполнение работы против внешних сил, то колебания будут затухать.
Вынужденные колебания поддерживаются периодическим подводом энергии извне для компенсации потерь. Колебания не будут угасать.
Механические колебания[править]
Механическими колебаниями называют периодическое движение тела, при котором оно попеременно отклоняется то в одну, то в другую сторону от положения равновесия. При механических колебаний все время происходит преобразование потенциальной энергии в кинетическую, и наоборот.
Свободные незатухающие колебания[править]
Незатухающие механические колебания выполняет система, состоящая из тела массой m и пружины, которая возвращает тело к положению равновесия. Такую систему называют пружинным маятником (рис.1).