Качественное рассмотрение свободных колебаний

С механическими колебаниями вы уже познакомились в курсе физики основной школы и знаете, что

механическими колебаниями называют периодическое или почти периодическое движение тела.

Поставим опыты

Подвесим небольшой груз на нити, отведём его в сторону от положения равновесия и отпустим (рис. 9.1, а).

Рис. 9.1

Колебания груза будут повторяться периодически, то есть через равные промежутки времени. Обратите внимание на то, что груз колеблется около положения равновесия.

Колебания около положения равновесия совершает также груз, подвешенный на пружине (рис. 9.2, а—д).

Рис. 9.2

1. Почему, достигнув положения равновесия (рис. 9.1, б и 9.2, б), груз не останавливается в этом положении, а продолжает движение, удаляясь от положения равновесия?

2. Почему в случае, когда можно пренебречь трением и сопротивлением воздуха, максимальное смещение груза после прохождения положения равновесия равно начальному смещению (рис. 9.1, в и 9.2, в)?

3. Почему когда при максимальном смещении от положения равновесия скорость груза в некоторый момент становится равной нулю, он не «замирает» в этом положении?

4. Почему в случае, когда можно пренебречь трением и сопротивлением воздуха, скорость груза при прохождении положения равновесия в одном и другом направлении (рис. 9.1 и 9.2, б и г) одинакова по модулю?

При выполнении этих заданий вы могли заметить, какую важную роль играет закон сохранения энергии при колебаниях. Обратите внимание также на то, что при колебаниях происходят периодические превращения энергии из кинетической в потенциальную и обратно.

Окончание >>>