1.5.2 Период и частота колебаний. Период малых свободных колебаний математического маятника. Период свободных колебаний пружинного маятника
Видеоурок: Маятник - Физика в опытах и экспериментахЛекция: Период и частота колебаний
Маятник - это физическое тело, совершающее колебания под действием сил тяжести или упругости.
Рассмотрим два вида маятников: математический и пружинный.
Математический маятникИдеальной системой колебаний является математический маятник. Данная модель состоит из упругой длинной нити с большой жесткостью и небольшого тела на её конце. Если отклонить такой маятник от состояния равновесия всего на 5 градусов или менее, то он будет совершать гармонические колебания.
Гармонические колебания данного тела совершаются благодаря силе натяжения нити и силе тяжести.
Для вывода формул периода математического маятника, следует воспользоваться Вторым законом Ньютона и основными уравнениями механики. В результате этого получим, что период и циклическая частота математического маятника равны:
Отсюда можно сделать вывод, что ни масса тела маятника, ни выбранная амплитуда не влияют на период и частоту колебаний. Они зависят только от длины нити и ускорения свободного падения в данной местности.
Математический маятник используют для регулирования часов в определенной местности в любой точке земного шара, поскольку, мы уже знаем, что ускорение свободного падения на разных частях поверхностей Земли отличается.
Математический маятник также используют для определения местонахождения залежей металлической руды, поскольку в данных местностях ускорение свободного падения увеличивает свое значение.
Пружинный маятникПружинный маятник - это тело, прикрепленное к пружине, которое колеблется под действием силы упругости и силы тяжести.
Произведя аналогичные математические выкладки, получим период и циклическую частоту пружинного маятника:
Характеристики гармонических колебаний пружинного маятника зависят от массы груза и жесткости пружины.| Предыдущий урок | Следующий урок |
Оставить комментарий