| Гармониялық тербелістердің динамикасы
Тербелмелі жүйелердегі еркін тербелістің динамикасын үйкеліс жоқ идеал тербелмелі жүйелерде қарастырайық.
Серіппелі маятниктің шарын тепе-теңдік қалпынан аз ғана қашықтыққа ауытқытайық. Бұл жағдайда серіппе деформациясы серпінді болсын (5-сурет). Бұл жағдайда шарға тепе-теңдік қалпына қарай бағытталған қайтарушы күш әсер етеді. Бұл күш (Гук заңы бойынша) тепе-теңдік қалпынан ауытқыған дененің ығысуына пропорционал:
F=-k x.
Қайтарушы күш тепе-теңдік қалпына қарай бағытталған, ал оның проекциясының таңбасы әруақытта х ығысуының таңбасына қарама-қарсы болады.
5- сурет
Математикалық маятник жағдайында да осылайша болады. Маятникті тепе-теңдік қалпынан шамалы қашықтыққа ауытқытамыз (2- суретті қараңдар). Бұл жағдайда ауырлық күші мен жүктің серпінділік күшінің тең әсерлі күші тепе-теңдік қалпына қарай бағытталады. Бұл күшті былайша өрнектеуге болады:
F=mgsinα.
Біз ауытқу бұрышы аз болатын тербелістерді ғана зерттейміз. Бұл жағдайда sinα. Сондықтан F== шамасы тұрақты. Оны k деп белгілейміз. Сонда F=-kx. Күш ығысуға қарама-қарсы жаққа қарай бағытталған.
Сонымен, серіппелі және физикалық маятниктерді тербеліске түсіретін күштердің табиғаты әр түрлі (ауырлық күші және серпінділік күші) болғанымен, ығысуды қайтарушы күштің тәуелділігі бірдей: қайтарушы күш тербелістегі дененің тепе-теңдік қалпынан ауытқығандағы ығысуына пропорционал және әр уақытта тепе-теңдік жағына қарай бағытталады. Бұл гармониялық тербелістерге тән қасиеттердің бірі
Достарыңызбен бөлісу: | 
