- Что такое вынужденные колебания?
Колебания, возникающие в системе, когда на неё воздействуют внешней периодической силой. - Как называют силу, о которой идёт речь в предыдущем вопросе?
Силу, о которой идёт речь в предыдущем вопросе, называют вынуждающей. - Приведите пример вынужденных колебаний.
Например, ручку водят по бумаге по окружности с постоянной по модулю скоростью. В данном случае, система, совершающая колебания, состоит из одного тела — ручки, а равнодействующая сил трения и упругости руки, действующая на ручку, и есть внешняя периодическая сила. - Приведите пример вынужденных колебаний в системе, которая может совершать свободные колебания.
Например, стоящий рядом с качелями человек, водит их рукой туда-сюда. В данном случае, система, совершающая колебания, состоит из качелей и Земли, сила упругости руки человека, действующая на качели, и есть внешняя периодическая сила. - Что такое резонанс?
Резонанс — это явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, происходящих в системе, при приближении частоты вынуждающей силы, действующей на эту систему, к частоте свободных колебаний этой системы. - Изобразите и поясните резонансную кривую.
Посмотрите на рис. 67.
Рис. 67. Резонансная кривая.
A~- амплитуда вынужденных колебаний системы,
ω~- угловая частота вынуждающей силы,
ω_0~- угловая частота, с которой эта система совершала бы свободные колебания;
пунктирной линией отмечено, что максимум амплитуды достигается при совпадении угловой частоты вынуждающей силы с угловой частотой, с которой система совершала бы свободные колебания.
По графику видно, чем ближе угловая частота вынуждающей силы, действующей на систему, к частоте с которой эта система совершала бы свободные колебания, тем больше амплитуда вынужденных колебаний этой системы. Причём зависимость выглядит пико-образно (резкое возрастание при приближении ω к ω_0 и медленно меняющееся значение при ω далёком от ω_0).