Период и частота гармонических колебаний. Частоты вибраций тела и органов человека

Я очень люблю запах розы... Даже духи всегда выбираю с этой нежной... очень женской волной... Однажды на рассвете меня привели на плантацию роз, там было несколько тысяч кустов. Этот аромат непередаваем. Он очень тонок, когда им просто дышит воздух. И для меня этот запах навсегда стал целебным ароматом Любви. Любовь - это отдача, она просто есть... как аромат. Откуда он в цветке? Это качество цветка... Сколько бы мы не нюхали, аромат нескончаем. Он просто есть... пока цветет цветок. Так и Любовь. Она просто есть. Пока...жив в нас Дух.

Оригинал взят у moj_golos в Частота колебаний человеческого тела - это здоровье

Оригинал взят у irma_von_born в частота колебаний человеческого тела

В 1992 году Брюс Тайнио установил, что средняя частота колебания человеческого тела в дневное время 62-68 Гц. Здоровая частота тела 62-72 Гц. Когда частота падает, иммунная система нарушена.

Тело человека:

частота колебания мозга у гениев 80-82 МГц
Мозг, средний диапазон частот 72-90 МГц
Нормальная частота 72 МГц
Тело человека 62-78 МГц

Тело человека: от шеи и выше 72-78 МГц
Тело человека: от шеи и ниже 60-68 МГц
щитовидная и паращитовидная железы 62-68 МГц
Вилочковая железа 65-68 МГц
Сердце 67-70 МГц
Легкие 58-65 МГц
Печень 55-60 МГц
Поджелудочная железа 60-80 МГц

Простуда и грипп Начало: 57-60 МГц
Болезнь начинается с: 58 МГц

Смерть 25 МГц

Продукты питания

Свежие продукты питания 20-27 Гц
Свежие травы 20-27 Гц
Сушеные продукты питания 15-22 Гц
Сушеные травы 15-22 Гц
Обработанные / Консервы 0 Гц... (большая часть пищи, которую мы едим)

По словам доктора Р. Райфа, каждое заболевание имеет частоту . Он обнаружил, что некоторые частоты могут предотвратить развитие болезни, другие могут уничтожить болезнь. Вещества с высокой частотой уничтожают заболевания нижних частот.

Исследование частоты поднимает важный вопрос, касающийся частоты веществ, которые мы едим, дышим, и поглощаем. Много загрязняющих веществ колеблются ниже здоровых частот.

Эфирные масла: частота начинается с 52 Гц и доходят до 320 Гц, это частота розового масла. Клинические исследования показывают, что терапевтические эфирные масла имеют более высокую частоту, чем любое физическое вещество, известное человеку, создавая среду, в которой болезнь, бактерии, вирусы, грибки и т.д., не могут жить.

Американский изобретатель Никола Тесла (1856 - 1943), пионер в области электрических технологий, сказал, что если бы мы могли устранить некоторые внешние частоты, которые вмешиваюися в наши тела, мы имели бы большую устойчивость к болезни.

Низкие частоты производят физические изменения в организме. Средние частоты делают эмоциональные изменения в организме. Высокие частоты делают духовные изменения в организме. Духовные частоты это в диапазоне от 92 до 360 Гц.

Д-р Роберт О. Беккер, доктор медицинских наук, в своей книге The Body Electric объясняет, что здоровье человека может быть определено по частоте тела человека.

Люди, которые сохраняют свою оптимальную частоту защищены, по крайней мере, их иммунная система, может предотвратить развитие симптомов и заболеваний, связанных с простудой. Конечно, на практике это не работает для большинства из нас, потому что, будучи человеком, мы испытываем стресс и эмоциональные проблемы на ежедневной основе, снижающие частоту нашего тела. Таким образом, мы должны поднять частоту организма, а не ждать, пока частота тела упадёт так низко, что она становится дружественным прибежищем для микроскопических захватчиков.

Что мы можем сделать, чтобы избежать простуды?

В то время как ортодоксальная медицина не имеет ответа на грипп и простуду, природа его даёт - и он приходит в виде чистых органических терапевтических эфирных масел. (Для большей ясности, органической терапевтические эфирные масла это не то же самое, что масла для повседневной ароматерапии, которые производятся для ароматных и других целей.)

Почему? Потому что они имеют очень высокую частоту (в диапазоне от 52MHz до 320 МГц) и содержат мудрость природы могут поднять частоту тела и помочь нашей иммунной системе в борьбе с вирусными вторжениями.
http://justalist.blogspot.com.br/2008/03/vibrational-frequency-list.html


Я давно не простужаюсь, хотя эпидемии гриппа бывают практически ежегодно. Это правда, что можно идти частотным потоком выше болезни.

И еще добавлю к статье, что сильным понижающим трансформатором нашей частоты является страх. Посмотрите: у людей сильно беспокоящихся о здоровье детей - чатсо болеют дети. Это ятрогенные заболевания. Многие повышенно мнительные взрослые люди тоже страдают такими самонаведенными заболеваниями. Поэтому: НЕ БОЙТЕСЬ! Мир нас любит!

Важнейшим параметром, характеризующим механические, звуковые, электрические, электромагнитные и все другие виды колебаний, является период - время, в течение которого совершается одно полное колебание. Если, например, маятник часов-ходиков делает за 1 с два полных колебания, период каждого колебания равен 0,5с. Период колебаний больших качелей около 2 с, а период колебаний струны может составлять от десятых до десятитысячных долей секунды.

Рисунок 2.4 - Колебание

где: φ – фаза колебания, I – сила тока, Ia – амплитудное значение силы тока (амплитуда)

Т – период колебания силы тока (период)

Другим параметром, характеризующим колебания, является частота (от слова «часто») - число, показывающее, сколько полных колебаний в секунду совершают маятник часов, звучащее тело, ток в проводнике и т.п. Частоту колебаний оценивают единицей, носящей название герц (сокращенно пишут Гц): 1 Гц-это одно колебание в секунду. Если, например, звучащая струна совершает 440 полных колебаний в 1 с (при этом она создает тон «ля» третьей октавы), говорят, что частота ее колебаний 440 Гц. Частота переменного тока электроосветительной сети 50 Гц. При этом токе электроны в проводах сети в течение секунды текут попеременно 50 раз в одном направлении и столько же раз в обратном, т.е. совершают за 1 с 50 полных колебаний.

Более крупные единицы частоты - килогерц (пишут кГц), равный 1000 Гц и мегагерц (пишут МГц), равный 1000 кГц или 1 000 000 Гц.

Амплитуда - максимальное значение смещения или изменения переменной величины при колебательном или волновом движении. Неотрицательная скалярная величина, измеряется в единицах, зависящих от типа волны или колебания.

Рисунок 2.5 - Синусоидальное колебание.

где, y - амплитуда волны, λ - длина волны.

Например:

    амплитуда для механического колебания тела (вибрация), для волн на струне или пружине - это расстояние и записывается в единицах длины;

    амплитуда звуковых волн и аудио-сигналов обычно относится к амплитуде давления воздуха в волне, но иногда описывается как амплитуда смещения относительно равновесия (воздуха или диафрагмы говорящего). Её логарифм обычно измеряется в децибелах (дБ);

    для электромагнитного излучения амплитуда соответствует величине электрического и магнитного поля.

Форма изменения амплитуды называется огибающей волной .

Звуковые колебания

Как возникают звуковые волны в воздухе? Воздух состоит из невидимых глазам частиц. При ветре они могут переноситься на большие расстояния. Но они, кроме того, могут и колебаться. Например, если в воздухе сделать резкое движение палкой, то мы почувствуем легкий порыв ветра и одновременно услышим слабый звук. Звук это - результат колебаний частиц воздуха, возбужденных колебаниями палки.

Проведем такой опыт. Оттянем струну, например, гитары, а потом отпустим ее. Струна начнет дрожать - колебаться около своего первоначального положения покоя. Достаточно сильные колебания струны заметны на глаз. Слабые колебания струны можно только почувствовать как легкое щекотание, если прикоснуться к ней пальцем. Пока струна колеблется, мы слышим звук. Как только струна успокоится, звук затихнет. Рождение звука здесь - результат сгущения и разрежения частиц воздуха. Колеблясь из стороны в сторону, струна теснит, как бы прессует перед собой частицы воздуха, образуя в некотором его объеме области повышенного давления, а сзади, наоборот, области пониженного давления. Это и есть звуковые волны . Распространяясь в воздухе со скоростью около 340 м/с , они несут в себе некоторый запас энергии. В тот момент, когда до уха доходит область повышенного давления звуковой волны, она надавливает на барабанную перепонку, несколько прогибая ее внутрь. Когда же до уха доходит разреженная область звуковой волны, барабанная перепонка выгибается несколько наружу. Барабанная перепонка все время колеблется в такт с чередующимися областями повышенного и пониженного давления воздуха. Эти колебания передаются по слуховому нерву в мозг, и мы воспринимаем их как звук. Чем больше амплитуды звуковых волн, тем больше энергии несут они в себе, тем громче воспринимаемый нами звук.

Звуковые волны, как и водяные или электрические колебания, изображают волнистой линией - синусоидой. Ее горбы соответствуют областям повышенного давления, а впадины-областям пониженного давления воздуха. Область повышенного давления и следующая за нею область пониженного давления образуют звуковую волну.

По частоте колебаний звучащего тела можно судить о тоне или высоте звука. Чем больше частота, тем выше тон звука, и наоборот, чем меньше частота, тем ниже тон звука. Наше ухо способно реагировать на сравнительно небольшую полосу (участок) частот звуковых колебаний - примерно от 20 Гц до 20 кГц . Тем не менее эта полоса частот вмещает всю обширнейшую гамму звуков, создаваемых голосом человека, симфоническим оркестром: от очень низких тонов, похожих на звук жужжания жука, до еле уловимого высокого писка комара. Колебания частотой до 20 Гц, называемые инфразвуковыми , и свыше 20 кГц, называемые ультразвуковыми , мы не слышим. А если бы барабанная перепонка нашего уха оказалась способной реагировать и на ультразвуковые колебания, мы могли бы тогда услышать писк летучих мышей, голос дельфина. Дельфины издают и слышат ультразвуковые колебания с частотами до 180 кГц.

Но нельзя путать высоту, т.е. тон звука с его силой. Высота звука зависит не от амплитуды, а от частоты колебаний. Толстая и длинная струна музыкального инструмента, например, создает низкий тон звука, т.е. колеблется медленнее, чем тонкая и короткая струна, создающая высокий тон звука (рис. 1).

Рисунок 2.6 - Звуковые волны

Чем больше частота колебаний струны, тем короче звуковые волны и выше тон звука.

В электро - и радиотехнике используют переменные токи частотой от нескольких герц до тысяч гигагерц. Антенны широковещательных радиостанций, например, питаются токами частотой примерно от 150 кГц до 100 МГц.

Эти быстропеременные колебания, называемые колебаниями радиочастоты, и являются тем средством, с помощью которого осуществляется передача звуков на большие расстояния без проводов.

Весь огромный диапазон переменных токов принято подразделять на несколько участков - поддиапазонов.

Токи частотой от 20 Гц до 20 кГц, соответствующие колебаниям, воспринимаемым нами как звуки разной тональности, называют токами (или колебаниями) звуковой частоты , а токи частотой выше 20 кГц - токами ультразвуковой частоты .

Токи частотой от 100 кГц до 30 МГц называют токами высокой частоты ,

Токи частотой выше 30 МГц - токами ультравысокой и сверхвысокой частоты.

Цели урока:

  • познакомить учащихся с величинами, характеризующими колебательное движение: амплитуда, частота, период, фаза колебаний;
  • формировать умения анализировать, сравнивать явления, выделять основное, устанавливать связи между элементами содержания ранее изученного материала;
  • научить применять свои знания для решения учебных задач различного характера;
  • показать значимость данной темы и связь ее с другими науками;
  • развивать умения работы с дополнительной литературой, учебником;
  • воспитывать самостоятельность, трудолюбие, терпимость к мнению другого, прививать культуру умственного труда и интерес к предмету.

Тип урока: изучение нового материала.

Оборудование: нитяные маятники, презентация.

Ход урока

1. Орг. момент. Сообщение учащимся целей и задач урока.

2. Проверка домашнего задания:

Фронтальная беседа.

  • какое движение называется колебательным?
  • какие колебания называют свободными?
  • что такое колебательная система?
  • что называется маятником? Виды маятников.
  • примеры колебательных движений в природе.

3. Новая тема.

Слайд №1. Всюду в нашей жизни мы встречаемся с колебательными движениями: периодически движутся участки сердца и легких, колеблются ветви деревьев при порыве ветра, ноги и руки при ходьбе, колеблются струны гитар, колеблется спортсмен на батуте и школьник, пытающийся подтянуться на перекладине, пульсируют звезды (будто дышат), а возможно и вся Вселенная, колеблются атомы в узлах кристаллической решетки… Остановимся! На прошлом уроке мы начали знакомство с колебательным движением, а сегодня познакомимся с характеристиками этого движения.

Эксперимент №1 с маятниками. Сравним колебания двух одинаковых маятников. Первый маятник колеблется с большим размахом, т. е. его крайние положения находятся дальше от положения равновесия, чем у второго маятника. Слайд №2.

Наибольшее (по модулю) отклонение колеблющегося тела от положения равновесия называется амплитудой колебаний.

Мы будем рассматривать колебания, происходящие с малыми амплитудами.

Обычно амплитуду обозначают буквой А и измеряют в единицах длины - метрах (м), сантиметрах (см) и др. Амплитуду можно измерять также в единицах плоского угла, например в градусах, поскольку дуге окружности соответствует определенный центральный угол, т. е. угол с вершиной в центре окружности (в данном случае в точке О).

Амплитуда колебаний пружинного маятника (см. рис. 49 ) равна длине отрезка ОВ или ОА.

Если колеблющееся тело пройдет от начала колебаний путь, равный четырем амплитудам, то оно совершит одно полное колебание.

Слайд №3. Пример, амплитуда колебаний вершины Останкинской башни в Москве (высота 540 м) при сильном ветре около 2,5 м.

Слайд №4. Промежуток времени, в течение которого тело совершает одно полное колебание, называется периодом колебаний.

Период колебаний обычно обозначается буквой Т и в СИ измеряется в секундах (с).

Эксперимент №2. Подвесим к стойке два маятника - один длинный, другой короткий. Отклоним их от положения равновесия на одно и то же расстояние и отпустим. Мы заметим, что по сравнению с длинным маятником короткий за то же время совершает большее число колебаний.

Число колебаний в единицу времени называется частотой колебаний.

Обозначается частота буквой v (“ню”). За единицу частоты принято одно колебание в секунду. Эта единица в честь немецкого ученого Генриха Герца названа герцем (Гц).

Если, например, маятник в одну секунду совершает 2 колебания, то частота его колебаний равна 2 Гц (или 2 с -1), а период колебаний (т. е. время одного полного колебания) равен 0,5 с. Чтобы определить период колебания, необходимо одну секунду разделить на число колебаний в эту секунду, т. е. на частоту.

Таким образом, период колебания Т и частота колебаний v связаны следующей зависимостью:

Т=1/ или =1/Т.

На примере колебаний маятников разной длины приходим к выводу: частота и период свободных колебаний нитяного маятника зависят от длины его нити. Чем больше длина нити маятника, тем больше период колебаний и меньше частота. (Эту зависимость вы будете исследовать при выполнении лабораторной работы № 3.)

Частота свободных колебаний называется собственной частотой колебательной системы.

Не только нитяной маятник, но и любая другая колебательная система имеет определенную частоту свободных колебаний, зависящую от параметров этой системы.

Например, частота свободных колебаний пружинного маятника зависит от массы груза и жесткости пружины.

Эксперимент №3. Теперь рассмотрим колебания двух одинаковых маятников, движущихся следующим образом. В один и тот же момент времени левый маятник из крайнего левого положения начинает движение вправо, а правый маятник из крайнего правого положения движется влево. Оба маятника колеблются с одной и той же частотой (поскольку длины их нитей равны) и с одинаковыми амплитудами. Однако эти колебания отличаются друг от друга: в любой момент времени скорости маятников направлены, в противоположные стороны. В таком случае говорят, что колебания маятников происходят в противоположных фазах.

Если маятники колеблются с одинаковыми частотами, но скорости этих маятников в любой момент времени направлены одинаково, то говорят, что маятники колеблются в одинаковых фазах.

Рассмотрим еще один случай. Если один момент скорости обоих маятников направлены в одну сторону, но через некоторое время они будут направлены в разные стороны, то в таком случае говорят, что колебания происходят с определенной разностью фаз.

Физическая величина, называемая фазой, используется не только при сравнении колебаний двух или нескольких тел, но и для описания колебаний одного тела.

Таким образом, колебательное движение характеризуется амплитудой, частотой (или периодом) и фазой.

В природе и технике широко распространены колебания, называемые гармоническими. Слайд №5.

Периодические изменения во времени физической величины, происходящие по закону синуса или косинуса, называются гармоническими колебаниями.

Слайд №6. Рассмотрим график зависимости смещения от времени х(t), х – смещение, расстояние от положения устойчивого равновесия. Определим по графику амплитуду, период и частоту колебания.

А=1м, Т=20с, =1/20 Гц.

4. Закрепление темы. Решение задач.

Слайд №7. Сердце - это орган, имеющий массу 300 г. С 15 до 50 лет оно бьется со скоростью 70 раз в минуту. В период между 60 и 80 годами оно ускоряет свое движение, достигая примерно 79 ударов в минуту. В среднем это составляет 4,5 тысячи пульсаций в час и 108 тысяч в день. Сердце велосипедиста может быть вдвое больше, чем у человека, не занимающегося спортом, - 1250 кубических сантиметров вместо 750. В обычном режиме этот орган перекачивает 360 литров крови в час, а за всю жизнь - 224 миллиона литров. Столько же, сколько река Сена за 10 минут!

Чему равен период колебаний работы сердца? (0,86 с)

Слайд №8. Небольшие размеры колибри и их способность сохранять постоянную температуру тела требуют интенсивного обмена веществ. Ускоряются все важнейшие функции в организме, сердце делает до 1260 ударов в минуту, увеличивается ритм дыхания - до 600 дыхательных движений за одну минуту. Высокий уровень обмена веществ поддерживается интенсивным питанием - колибри почти непрерывно кормятся нектаром цветов.

Определите частоту колебаний сердца колибри. (21 Гц - частота сокращения сердца.)

5. Домашнее задание: §26-27, упр. 24(3,4,5), подгов. к лаб. раб. №3. Слайд №8.

6. Самостоятельная работа с самопроверкой. Слайды № 9-12.

1 вариант

2 вариант

1. Колебания – это движения тела…
  1. Из положения равновесия.
  2. По кривой траектории.
  3. В вертикальной плоскости.
  4. Обладающее той или иной степенью повторяемости во времени.
1. Интервал времени, за который совершается одно полное колебание, – это…
  1. Смещение.
  2. Частота.
  3. Период.
  4. Амплитуда.

2. Число полных колебаний за 1 с определяет …

  1. Смещение.
  2. Частота.
  3. Период.
  4. Амплитуда.
2. Наибольшее отклонение тела от положения равновесия – это…
  1. Смещение.
  2. Частота.
  3. Период.
  4. Амплитуда.
3. Частота свободных колебаний пружинного маятника равен 10 Гц. Чему равен период колебаний?
  1. 0,1 с.
  2. 10 с.
3. Период свободных колебаний нитяного маятника равен 5 с. Чему равна частота его колебаний?
  1. 0,2 Гц.
  2. 20 Гц
  3. 5 Гц.
  4. 10 Гц.
4. За 6 секунд маятник совершает 12 колебаний. Чему равна частота колебаний?
  1. 0,5 Гц
  2. 72 Гц
4. За 5 секунд маятник совершает 10 колебаний. Чему равен период колебаний?
  1. 0,5 с

Слайд №13. Вариант 1: D, B, C, B. Вариант 2: C, D, A, A.

7. Итоги урока. Оценки за урок.

Литература, используемая при подготовке к уроку:

  1. Физика. 9 кл.: учебник для общеобразоват. учреждений / А.В. Перышкин, У.М. Гутник. – М.: Дрофа, 2011.

Так и к ангармоническим строго периодическими колебаниям (а приближенно - с тем или иным успехом - и непериодическим колебаниям, по крайней мере к близким к периодичности).

В случае, когда речь идет о колебаниях гармонического осциллятора с затуханием , под периодом понимается период его осциллирующей составляющей (игнорируя затухание), который совпадает с удвоенным временным промежутком между ближайшими прохождениями колеблющейся величины через ноль. В принципе, это определение может быть с большей или меньшей точностью и пользой распространено в некотором обобщении и на затухающие колебания с другими свойствами.

Обозначения: обычное стандартное обозначение периода колебаний: T {\displaystyle T} (хотя могут применяться и другие, наиболее часто это τ {\displaystyle \tau } , иногда Θ {\displaystyle \Theta } и т. д.).

T = 1 ν , ν = 1 T . {\displaystyle T={\frac {1}{\nu }},\ \ \ \nu ={\frac {1}{T}}.}

Для волновых процессов период связан кроме того очевидным образом с длиной волны λ {\displaystyle \lambda }

v = λ ν , T = λ v , {\displaystyle v=\lambda \nu ,\ \ \ T={\frac {\lambda }{v}},}

где v {\displaystyle v} - скорость распространения волны (точнее - фазовая скорость).

В квантовой физике период колебаний прямо связан с энергией (поскольку в квантовой физике энергия объекта - например, частицы - есть частота колебаний его волновой функции).

Теоретическое нахождение периода колебаний той или иной физической системы сводится, как правило, к нахождению решения динамических уравнений (уравнения), описывающего эту систему. Для категории линейных систем (а приближенно - и для линеаризуемых систем в линейном приближении, которое зачастую является очень хорошим) существуют стандартные сравнительно простые математические методы, позволяющие это сделать (если известны сами физические уравнения, описывающие систему).

Для экспериментального определения периода используются часы , секундомеры , частотомеры , стробоскопы , строботахометры, осциллографы . Также применяются биения, метод гетеродинирования в разных видах, используется принцип резонанса . Для волн можно померить период косвенно - через длину волны, для чего применяются интерферометры , дифракционные решетки итп. Иногда требуются и изощренные методы, специально разработанные для конкретного трудного случая (трудность могут представлять как само измерение времени, особенно если речь идет о предельно малых или наоборот очень больших временах, так и трудности наблюдения колеблющейся величины).

Энциклопедичный YouTube

  • 1 / 5

    Представление о периодах колебаний различных физических процессов дает статья Частотные интервалы (учитывая то, что период в секундах есть обратная величина частоты в герцах).

    Некоторое представление о величинах периодов различных физических процессов также может дать шкала частот элетромагнитных колебаний (см. Электромагнитный спектр) .

    Периоды колебаний слышимого человеком звука находятся в диапазоне

    От 5·10 −5 до 0,2

    (четкие границы его несколько условны).

    Периоды электромагнитных колебаний, соответствующих разным цветам видимого света - в диапазоне

    От 1,1·10 −15 до 2,3·10 −15 .

    Поскольку при экстремально больших и экстремально маленьких периодах колебаний методы измерения имеют тенденцию становятся всё более косвенными (вплоть до плавного перетекания в теоретические экстраполяции), трудно назвать четкую верхнюю и нижнюю границы для периода колебаний, измеренного непосредственно. Какую-то оценку для верхней границы может дать время существования современной науки (сотни лет), а для нижней - период колебаний волновой функции самой тяжелой из известных сейчас частиц ().

    В любом случае границей снизу может служить планковское время , которое столь мало, что по современным представлениям не только вряд ли может быть вообще как-то физически измерено , но и вряд ли в более-менее обозримом будущем представляется возможность приблизиться к измерению величин даже намного порядков больших, а границей сверху - время существования Вселенной - более десяти миллиардов лет.

    Периоды колебаний простейших физических систем

    Пружинный маятник

    Математический маятник

    T = 2 π l g {\displaystyle T=2\pi {\sqrt {\frac {l}{g}}}}

    где l {\displaystyle l} - длина подвеса (к примеру, нити), g {\displaystyle g} - ускорение свободного падения .

    Период малых колебаний (на Земле) математического маятника длиной 1 метр с хорошей точностью равен 2 секундам.

    Физический маятник

    T = 2 π J m g l {\displaystyle T=2\pi {\sqrt {\frac {J}{mgl}}}}

    где J {\displaystyle J} - момент инерции маятника относительно оси вращения, m {\displaystyle m} -

    Гармонические колебания – колебания, совершаемые по законам синуса и косинуса. На следующем рисунке представлен график изменения координаты точки с течением времени по закону косинуса.

    картинка

    Амплитуда колебаний

    Амплитудой гармонического колебания называется наибольшее значение смещения тела от положения равновесия. Амплитуда может принимать различные значения. Она будет зависеть от того, насколько мы сместим тело в начальный момент времени от положения равновесия.

    Амплитуда определяется начальными условиями, то есть энергией сообщаемой телу в начальный момент времени. Так как синус и косинус могут принимать значения в диапазоне от -1 до 1, то в уравнении должен присутствовать множитель Xm, выражающий амплитуду колебаний. Уравнение движения при гармонических колебаниях:

    x = Xm*cos(ω0*t).

    Период колебаний

    Период колебаний – это время совершения одного полного колебания. Период колебания обозначается буквой Т. Единицы измерения периода соответствуют единицам времени. То есть в СИ - это секунды.

    Частота колебаний – количество колебаний совершенных в единицу времени. Частота колебаний обозначается буквой ν. Частоту колебаний можно выразить через период колебания.

    ν = 1/Т.

    Единицы измерения частоты в СИ 1/сек. Эта единица измерения получила название Герца. Число колебаний за время 2*pi секунд будет равняться:

    ω0 = 2*pi* ν = 2*pi/T.

    Частота колебаний

    Данная величина называется циклической частотой колебаний. В некоторой литературе встречается название круговая частота. Собственная частота колебательной системы – частота свободных колебаний.

    Частота собственных колебаний рассчитывается по формуле:

    Частота собственных колебаний зависит от свойств материала и массы груза. Чем больше жесткость пружины, тем больше частота собственных колебаний. Чем больше масса груза, тем меньше частота собственных колебаний.

    Эти два вывода очевидны. Чем более жесткая пружина, тем большее ускорение она сообщит телу, при выведении системы из равновесия. Чем больше масса тела, тем медленнее будет изменяться это скорость этого тела.

    Период свободных колебаний :

    T = 2*pi/ ω0 = 2*pi*√(m/k)

    Примечателен тот факт, что при малых углах отклонения период колебания тела на пружине и период колебания маятника не будут зависеть от амплитуды колебаний.

    Запишем формулы периода и частоты свободных колебаний для математического маятника.

    тогда период будет равен

    T = 2*pi*√(l/g).

    Данная формула будет справедлива лишь для малых углов отклонения. Из формулы видим, что период колебаний возрастает с увеличением длины нити маятника. Чем больше будет длина, тем медленнее тело будет колебаться.

    От массы груза период колебаний совершенно не зависит. Зато зависит от ускорения свободного падения. При уменьшении g, период колебаний будет увеличиваться. Данное свойство широко используют на практике. Например, для измерения точного значения свободного ускорения.