Вынужденные механические колебания. Зависимость амплитуды колебаний от частоты вынуждающей силы. Явление резонанса

Вынужденные механические колебания – колебания, совершаемые в системе под действием внешней периодически изменяющейся силы.

При приближении частоты ω внешней периодически изменяющейся силы к собственной частоте ω_о колебательной системы (частоте свободных колебаний) амплитуда вынужденных колебаний системы увеличивается. При равенстве частот ω и ω_о этот эффект максимален.

Резонанс – явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при совпадении частоты внешней вынуждающей силы с частотой свободных колебаний системы.

Меры, способные избавить колебательную систему от резонанса или ослабить его действие: 1) максимально «развести» частоты внешней вынуждающей силы и собственной частоты колебаний системы; 2) увеличить трение в системе.

Распространение колебаний в упругих средах. Поперечные и продольные волны. Длина волны, ее связь со скоростью распространения и частотой (периодом) колебаний

Среда называется упругой, если между ее частицами существуют силы взаимодействия, препятствующие какой-либо деформации этой среды.

Жидкости и газы сопротивляются изменению их объема при деформации сжатия или разрежения, но беспрепятственно изменяют свою форму, т.е. не сопротивляются деформации сдвига.

Твердые тела сопротивляются как деформации сжатия – разрежения (изменению объема), так и деформация сдвига (изменению формы).

Механическая волна – колебания, распространяющиеся в пространстве с течением времени.

Источник волны – тело, создающее деформации в среде (колеблющееся тело).

Механизм распространения упругих волн в среде: 1) тело, колеблющееся в упругой среде, воздействует на частицы среды, непосредственно прилегающие к нему, и заставляет их совершать вынужденные колебания; 2) эти колебания передаются соседним частицам, которые тоже начинают колебаться.