Гармонические колебания

Гармоническое колебание повторяется через период TT, амплитуда AA — наибольшее отклонение от равновесия. Энергия перетекает из пружины в скорость груза и обратно, а сумма не меняется.

T₁ = 2 с

x=Acos⁡2πtT\displaystyle x = A\cos\frac{2\pi t}{T}

закон гармонического колебания

vmax⁡=2πAT\displaystyle v_{\max} = \frac{2\pi A}{T}

максимальная скорость

E=kA22=mvmax⁡22\displaystyle E = \frac{k A^2}{2} = \frac{m v_{\max}^2}{2}

полная энергия колебаний

Eк+Eп=const\displaystyle E_{\text{к}} + E_{\text{п}} = \text{const}

энергия сохраняется

TE=T2\displaystyle T_E = \frac{T}{2}

энергия колеблется вдвое чаще груза

Из прошлых тем: период пружинного маятника, период математического маятника, частота и период

Где ошибаются

  • Амплитуда — множитель перед синусом или косинусом, а не число в скобках.
  • Энергия колеблется вдвое чаще координаты: груз проходит равновесие дважды за период.

Пример

Груз на пружине 100 Н/м100\ \text{Н/м} колеблется с амплитудой 4 см4\ \text{см}.

E=100⋅0,0422=0,08 ДжE = \frac{100 \cdot 0{,}04^2}{2} = 0{,}08\ \text{Дж} — дважды за период она вся в скорости груза.

Почитать и посмотреть

Начать подготовку