Еще одним примером незатухающих колебаний является колебания вокруг равновесного положения пружины. Пружинный маятник представляет собой массу, подвешенную на пружине.
1.1. Свободные незатухающие колебания
- Автоколебания — Википедия
- Виды свободных колебаний по физической природе, условия возникновения
- Основные выводы
- Затухающие и незатухающие колебания: разница и сравнение
- Незатухающее колебание - маятник
- Основные понятия и принципы
1.6. Свободные затухающие колебания
Например, каждый раз подталкивая качели в такт их колебаниям, можно добиться того, чтобы колебания не затухали. Колебания, совершаемые телом под действием внешней периодически изменяющейся силы, называются вынужденными колебаниями Внешняя периодически изменяющаяся сила, вызывающая эти колебания, называется вынуждающей силой. Если на покоящиеся качели начать действовать периодически меняющейся вынуждающей силой, то в течение некоторого времени амплитуда вынужденных колебаний качелей будет возрастать, т. Увеличение амплитуды прекратится тогда, когда энергия, теряемая качелями на преодоление силы трения, станет равна энергии, получаемой ими извне за счёт работы вынуждающей силы. Вынужденные колебания качелей В большинстве случаев постоянная частота вынужденных колебаний устанавливается не сразу, а спустя некоторое время после их начала. Когда амплитуда и частота вынужденных колебаний перестают меняться, говорят, что колебания установились. Частота установившихся вынужденных колебаний равна частоте вынуждающей силы. Вынужденные колебания могут совершать даже тела, которые не являются колебательными системами, например, игла швейной машины, поршни в двигателе внутреннего сгорания и многие другие. Колебания таких тел тоже происходят с частотой вынуждающей силы. Вынужденные колебания — незатухающие. Они происходят до тех пор, пока действует вынуждающая сила.
Вопросы Что можно сказать о полной механической энергии колеблющегося маятника в любой момент времени, если допустить, что потерь энергии нет? Согласно какому закону это можно утверждать?
Что такое вынуждающая сила?
В каком случае говорят, что колебания установились? Что можно сказать о частоте установившихся вынужденных колебаний и частоте вынуждающей силы? Могут ли тела, не являющиеся колебательными системами, совершать вынужденные колебания?
Работы против магнитного поля при выдвигании сердечника затрачивать не придется. Следовательно при вдвигании сердечника в катушку, контур получил энергию, ибо мы совершили работу, величина которой: Через четверть периода конденсатор начинает разряжаться, его энергия снова переходит в энергию магнитного поля катушки. Когда магнитное поле достигнет амплитуды — снова резко вдвинем сердечник. Опять индуктивность увеличилась, приросла на ту же величину. И вновь при нулевом токе возвращаем индуктивность к исходному значению. В итоге, если приросты энергии за каждые полпериода превосходят потери на сопротивление, энергия контура будет все время возрастать, амплитуда колебаний станет увеличиваться. Это положение выражается неравенством: Здесь мы разделили обе части этого неравенства на L, и записали условие возможности параметрического возбуждения скачками для определенной величины логарифмического декремента. Изменять индуктивность или емкость целесообразно два раза за период, следовательно частота изменения параметра частота параметрического резонанса должна быть вдвое выше собственной частоты колебательной системы: Вот и вырисовался путь возбуждения колебаний в контуре без необходимости изменять непосредственно ЭДС или ток. Начальный флуктуационный ток в контуре так или иначе всегда присутствует, и это даже не принимая во внимание наводки от радиочастотных колебаний в атмосфере. Если индуктивность или емкость будут изменяться не скачками а гармонически, то условие возникновения колебаний станет выглядеть несколько иначе: Так как емкость и индуктивность — это параметры контура как масса маятника или упругость пружины , то и способ возбуждения колебаний получил называние параметрического возбуждения.
Примером механических незатухающих колебаний является математический маятник. Математический маятник представляет собой идеализированную систему, состоящую из нерастяжимой нити и точечной массы, подвешенной к нити. При отклонении маятника от равновесного положения он начинает совершать гармонические колебания, которые не затухают из-за отсутствия сопротивления и трения. Еще одним примером незатухающих колебаний является колебания вокруг равновесного положения пружины.
Пружинный маятник представляет собой массу, подвешенную на пружине. Если масса совершает гармонические колебания вокруг точки равновесия, то эти колебания также будут незатухающими, если не учитывать силы трения и сопротивления воздуха. Электрические незатухающие колебания Электрические незатухающие колебания — это колебательные процессы в электрических цепях, которые не затухают со временем и продолжаются бесконечно долго. Такие колебания возникают в цепях, состоящих из активных элементов, способных поддерживать постоянную энергию колебаний.
Один из примеров электрических незатухающих колебаний — это колебания в контуре LC. Контур LC состоит из катушки индуктивности L и конденсатора C , которые образуют резонансное соотношение между индуктивностью и емкостью. При определенных условиях такой контур может поддерживать постоянные электромагнитные колебания. Еще один пример электрических незатухающих колебаний — это колебания в полупроводниковом генераторе.
Полупроводниковый генератор — это устройство, которое использует полупроводниковые материалы для создания незатухающих колебаний. Такие генераторы широко используются в электронике для генерации постоянных сигналов и синтеза частоты. Электрические незатухающие колебания возникают в цепях, состоящих из активных элементов. Один из примеров — это колебания в контуре LC.
Еще пример — это колебания в полупроводниковом генераторе. Акустические незатухающие колебания Акустические незатухающие колебания — это колебания звуковой волны в среде, которые не теряют энергию и продолжают распространяться на большие расстояния без изменения амплитуды. Примером акустических незатухающих колебаний являются колебания звука в атмосфере Земли. Звуковая волна, создаваемая каким-либо источником звука, распространяется в атмосфере и отражается от различных преград.
Однако в открытом пространстве звуковая волна может распространяться на большие расстояния без заметного изменения амплитуды. Это происходит из-за отсутствия значительных потерь энергии в виде звуковых волн. Акустические незатухающие колебания играют важную роль во многих областях, таких как телекоммуникации, радиосвязь, сонография и аудиозапись. Например, в радиосвязи звуковые волны используются для передачи информации на большие расстояния без искажений.
Важно отметить, что акустические незатухающие колебания не являются идеальными и в долгосрочной перспективе могут столкнуться с незначительными потерями энергии. Однако они все равно могут считаться незатухающими, если потери энергии настолько малы, что их нельзя заметить в течение коротких периодов времени или на относительно малых расстояниях. Оптические незатухающие колебания Оптические незатухающие колебания — это тип колебаний, которые происходят в оптическом диапазоне электромагнитного спектра и не теряют своей энергии со временем.
НЕЗАТУХАЮЩИЕ КОЛЕБАНИЯ
График апериодического движения в виде показан на рис. 1.7.6. Незатухающие и затухающие колебания называют собственными или свободными. Пример №2. Если увеличить массу груза, подвешенного к спиральной пружине, на 600 г, то период колебаний груза возрастает в 2 раза. Частота и период зависят от степени затухания колебаний. Фаза и начальная фаза имеют тот же смысл, что и для незатухающих колебаний. 3.1. Механические затухающие колебания. модулированные электромагнитные колебания. Видеоимпульсы различной формы и пример радиоимпульса показаны на рис. 14.7. ответ на этот и другие вопросы получите онлайн на сайте
Колебания без затухания
колебания, происходящие под действием внешней периодически изменяющейся силы. Эта сила будет называться вынуждающей силой, а колебания будут незатухающие. сопротивление), на преодоление которого затрачивается работа, и колебания без внешней силы, поддерживающей эти колебания, затухают. Такие колебания называются затухающими. Собственные незатухающие колебания – это, скорее, теоретическое явление. В разных системах и причины затухания колебания будут разными. Еще одним примером незатухающих колебаний является колебательный контур. Колебательный контур состоит из индуктивности, емкости и сопротивления. Примеры колебательного движения, маятники. Формулы характеристик периодического колебания. В качестве примера рассмотрим колебания тела, подвешенного на невесомой пружине, возникающие после того, как тело отклонили вниз, а затем отпустили (рис. 1.2).
Приведите примеры затухающих и незатухающих колебаний?
| Затухающие или незатухающие колебания примеры ? | Колебательное движение (или просто колебание) – это движение, повторяющееся в течении времени и величины, описывающие его меняются на противоположные. Пример. |
| Колебания, не затухающие со временем | Колебательное движение (или просто колебание) – это движение, повторяющееся в течении времени и величины, описывающие его меняются на противоположные. Пример. |
Физика. 11 класс
При отсутствии активного сопротивления амплитуда колебаний остается неизменной. Такие колебания называются незатухающими (рис.1 а). Незатухающие и затухающие колебания. Как известно, в простейшем колебательном контуре, состоящем из идеального конденсатора и идеальной катушки, могут происходить незатухающие гармонические колебания. сопротивление), на преодоление которого затрачивается работа, и колебания без внешней силы, поддерживающей эти колебания, затухают. Такие колебания называются затухающими.
Приведи пример вариантов незатухающих колебаний
Таким образом, в часах автоматически устанавливается такая амплитуда незатухающих колебаний маятника , при которой потери энергии на трение в точности восполняются за счет потенциальной энергии заведенной пружины или поднятого груза. Поступлением энергии управляет механизм, присущий самой колебательной системе, а источник энергии, идущей на поддержание колебаний, составляет неотъемлемую часть этой системы. Такие системы называются автоколебательными, а совершающиеся в них незатухающие колебания - автоколебаниями. Достаточно указать на любой часовой механизм.
Наряду со сходством существуют, конечно, и значительные различия между генераторами незатухающих колебаний, применяемыми для различных целей. Так, например, методы возбуждения синусоидальных колебаний в гетеродине смесителя и методы возбуждения напряжений пило-образной формы в генераторах развертки телевизионного приемника значительно отличаются друг от друга. Но, несмотря на различия между разнообразными генераторами незатухающих колебаний, в принципах их действия существует много общего, и поэтому всю проблему возбуждения незатухающих колебаний целесообразно рассматривать с одной точки зрения.
Только задачу возбуждения колебаний сверхвысоких частот соответствующих дециметровым и сантиметровым волнам приходится рассматривать особо, ибо в этом случае применяются уже принципиально иные методы возбуждения незатухающих колебаний. Различие это обусловлено тем, что для сверхвысоких частот время, которое затрачивают электроны на пролет от одного электрода лампы до другого так называемое пролетное время , становится уже сравнимым с периодом колебаний, между тем как для более медленных колебаний пролетное время пренебрежимо мало по сравнению с периодом. Поэтому для не слишком высоких частот можно считать, что за время пролета электрона напряжения на всех электродах лампы не успевают измениться и каждый электрон проходит весь путь внутри лампы в неизменном, как бы статическом электрическом поле. При таких условиях свойства электронной лампы определяются ее характеристиками, снятыми при постоянных напряжениях. Лампу можно рассматривать как проводник, свойства которого определяются этими характеристиками, и не интересоваться процессами, происходящими внутри лампы.
Так, например, методы возбуждения синусоидальных колебаний в гетеродине смесителя и методы возбуждения напряжений пило-образной формы в генераторах развертки телевизионного приемника значительно отличаются друг от друга. Но, несмотря на различия между разнообразными генераторами незатухающих колебаний, в принципах их действия существует много общего, и поэтому всю проблему возбуждения незатухающих колебаний целесообразно рассматривать с одной точки зрения. Только задачу возбуждения колебаний сверхвысоких частот соответствующих дециметровым и сантиметровым волнам приходится рассматривать особо, ибо в этом случае применяются уже принципиально иные методы возбуждения незатухающих колебаний. Различие это обусловлено тем, что для сверхвысоких частот время, которое затрачивают электроны на пролет от одного электрода лампы до другого так называемое пролетное время , становится уже сравнимым с периодом колебаний, между тем как для более медленных колебаний пролетное время пренебрежимо мало по сравнению с периодом. Поэтому для не слишком высоких частот можно считать, что за время пролета электрона напряжения на всех электродах лампы не успевают измениться и каждый электрон проходит весь путь внутри лампы в неизменном, как бы статическом электрическом поле. При таких условиях свойства электронной лампы определяются ее характеристиками, снятыми при постоянных напряжениях. Лампу можно рассматривать как проводник, свойства которого определяются этими характеристиками, и не интересоваться процессами, происходящими внутри лампы. В случае же сверхвысоких частот напряжение на электродах лампы успевает измениться за время пролета электрона, поэтому свойства лампы становятся уже совершенно иными.
Она показывает, какое количество колебаний происходит в единицу времени, и измеряется в герцах. Суть явления резонанса Теперь мы готовы пойти дальше и выяснить, что такое резонанс в физике. Резонанс от лат. Как это может произойти? Рассмотрим еще одно определение: Резонанс в физике — это отклик колебательной системы на периодическое воздействие внешней силы, проявляющееся в синхронизации частот колебаний системы с частотой внешнего воздействия, что влечет за собой явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний этой системы. Приведем пример резонанса. Представьте, что ваш маленький братишка или сестренка качается на качелях. Чтобы раскачать их еще сильнее, вы стоите рядом и прикладываете силу, еще больше отталкивая качели из состояния равновесия. Чтобы амплитуда действительно увеличилась, вам необходимо стоять в правильном месте и толкать в верный промежуток времени, иначе ничего не получится. У вас нет маленьких родственников? Тогда садитесь на качели сами! Даже если вы сильно раскачаетесь, без дополнительного воздействия качели быстро остановятся. А значит, вы должны помогать им раскачиваться, подталкивая их своим телом в правильном направлении, причем в нужную секунду. Таким образом частота ваших движений должна полностью совпадать с частотой колебаний качелей, и тогда можно бесстрашно взмыть под самые небеса! Резонансная частота — частота вынуждающей силы, равная собственной частоте колебательной системы, при которой достигается максимальная амплитуда. Резонанс возникает в любых упругих средах: твердых, жидких и газообразных, главное — это наличие резонансной частоты. На графике представлена зависимость амплитуды от частоты вынуждающей силы. Как мы видим, существует такая частота, при которой достигается максимальное отклонение от точки равновесия. График функции стремительно возрастает, достигает наивысшей точки, а затем также стремительно убывает, а значит, постоянное увеличение частоты не даст лучшее отклонение — здесь важно вовремя остановиться. Виды резонанса В физике рассматриваются следующие типы резонанса: механический; электрический; акустический. Помимо этого, в обычной жизни мы используем такие устойчивые выражения, как общественный и когнитивный резонанс. Давай подробнее рассмотрим все эти виды!
Вынужденные колебания. Резонанс. Автоколебания
| Что такое незатухающие колебания: общее понятие и примеры | ответ на этот и другие вопросы получите онлайн на сайте |
| 3.1.1. СВОБОДНЫЕ НЕЗАТУХАЮЩИЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ | Электронная библиотека | Этот колебательный процесс принято называть свободными незатухающими ко-лебаниями. 1й курс. 2й семестр. Лекция 5. 4. Свободные незатухающие колебания. |
| Затухающие и незатухающие колебания. Неинерциальные системы отсчета | В этой статье вы узнаете, что такое незатухающие колебания, как они описываются дифференциальным уравнением, какие примеры незатухающих колебаний существуют в. |
| Свободные механические колебания (незатухающие и затухающие) | В таком случае свободные колебания являются незатухающими. Свободные незатухающие колебания, которые происходят под воздействием упругих сил, являются гармоническими. |
| § 26. Затухающие колебания. Вынужденные колебания | Продолжаем рассматривать незатухающие колебания в контуре, считая сопротивление катушки нулевым. Конденсатор имеет ёмкость C, индуктивность катушки равна L. |
Вынужденные колебания. Резонанс. Автоколебания
сопротивление), на преодоление которого затрачивается работа, и колебания без внешней силы, поддерживающей эти колебания, затухают. Такие колебания называются затухающими. Сложение взаимно перпендикулярных гармонических колебаний равных и кратных частот. Свободные незатухающие колебания. Энергия и импульс гармонического осциллятора. Незатухающие колебания – это особый тип колебаний, который характеризуется отсутствием затухания и продолжительностью сохранения энергии. Затухающие колебания. Незатухающее Колебание. В этой статье давайте рассмотрим основные различия между затухающими колебаниями и незатухающими колебаниями. Рассмотрим в качестве примера вынужденные колебания тела на пружине (рис. 2.5.1). Внешняя сила приложена к свободному концу пружины. Периодические процессы, в том числе незатухающие колебания, удобно описывать периодической функцией. Обычно это – гармоническая функция cos (или sin) с периодом 2π.
Что такое незатухающие колебания
| Вынужденные колебания. Резонанс. Автоколебания | При отсутствии активного сопротивления амплитуда колебаний остается неизменной. Такие колебания называются незатухающими (рис.1 а). Незатухающие и затухающие колебания. |
| Автоколебания — Википедия | При отсутствии активного сопротивления амплитуда колебаний остается неизменной. Такие колебания называются незатухающими (рис.1 а). Незатухающие и затухающие колебания. |
| Уравнение и характеристики механических свободных (затухающих и незатухающих) колебаний. | а это главное. доказательство силы науки. Различные виды колебаний: свободные (незатухающие и затухающие), вынужденные и автоколебания. |
| Что такое незатухающие колебания: общее понятие и примеры | супергетеродине - применяются незатухающие колебания для получения промежуточной частоты в смесителе. |
Незатухающие колебания: определение, принцип действия и примеры
Статья посвящена рассмотрению такого удивительного явления, как незатухающие колебания. Рассматриваются основные понятия, связанные с колебаниями, их математическое описание. Продолжаем рассматривать незатухающие колебания в контуре, считая сопротивление катушки нулевым. Конденсатор имеет ёмкость C, индуктивность катушки равна L. колебаний при их установлении. 2. Частного решения неоднородного дифференциального уравнения (4). Это решение соответствует незатухающим периодическим колебаниям. Поэтому свободные колебания почти не имеют практического применения. Чтобы колебания были незатухающими, необходимо восполнять потери энергии за каждый период колебаний.