§ 2. Колебательные системы. Свободные колебания

роде, и особенно в технике, чрезвычайно большую роль играют

тела и устройства, которые сами по себе способны совершать

периодические движения. «Сами по себе» — это значит: не бу-

дучи принуждаемы к этому действием периодических внешних

сил. Такие колебания называют поэтому свободными колебани-

ями в отличие от вынужденных, протекающих под действием

периодически меняющихся внешних сил.

Если, например, периодически толкать дверь и тянуть ее

обратно, то она будет открываться и закрываться, т. е. будет

совершать периодическое вынужденное движение. Но сама по

себе она не может двигаться периодически: если дверь толкнуть

и предоставить самой себе, то движение не будет повторяю-

щимся. Иное дело, если толкнуть или отклонить от вертикали

висящий на веревке груз. Он начнет к а ч а т ь с я, т. е. будет

сам по себе совершать периодическое движение. Это и будут

свободные колебания. Подобно этому в результате первоначаль-

ного толчка будет периодически колебаться вода в стакане, груз,

подвешенный на пружине, вагон или автомобиль на своих рес-

сорах, качели, зажатая одним концом металлическая пластинка,

натянутая струна, стрелка компаса и т. д. (рис. 1).

Рис. 1. Примеры свободных колебаний

Все такие тела или совокупности тел, которые сами по себе

могут совершать периодические движения, или колебания, на-

зываются колебательными системами. Как сказано, колебания,

Гл. I. Основные понятия. Механические колебания

13

совершающиеся в этих системах без воздействия внешних сил,

являются с в о б о д н ы м и.

С колебательными системами приходится иметь дело не толь-

ко в различных машинах и механизмах (в частности, часовых

механизмах). Мы увидим далее, что колебательными системами

является большинство источников звука, что распространение

звука в воздухе возможно лишь потому, что сам воздух пред-

ставляет собой своего рода колебательную систему. Более того,

кроме м е х а н и ч е с к и х колебательных систем, существуют

э л е к т р о м а г н и т н ы е колебательные системы, в которых

могут совершаться электрические колебания, составляющие ос-

нову всей радиотехники. Наконец, имеется очень много смешан-

ных — э л е к т р о м е х а н и ч е с к и х — колебательных систем,

используемых в самых различных технических областях.

Мы начнем наше изложение с изучения одной из простей-

ших механических колебательных систем — маятника, при этом

вплоть до § 12 мы будем иметь в виду с в о б о д н ы е колебания.

жүктеу/скачать 6,71 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: