Глава 10. МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
В природе и технике мы постоянно встречаемся с повторяющимися движениями. Периодическая смена дня и ночи - результат вращения Земли вокруг оси. Периодическая смена времен года - результат вращения Земли вокруг Солнца. Повторяющиеся движения совершают руки и ноги идущего человека.
Все виды повторяющихся движений называют механическими колебаниями. Такие движения и рассматриваются в этом разделе.
§ 10.1. ПЕРИОДИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ. ПЕРИОД И ЧАСТОТА КОЛЕБАНИЙ. РАЗМАХ КОЛЕБАНИЙ
В общем случае колебаниями называется движение, обладающее той или иной степенью повторяемости (например, движение маятника).
Это очень широкое определение, которое обращает внимание на общую черту всех колебаний - некоторую степень повторяемости. Например, колеблются ветви и листья деревьев в ветреную погоду. Однако строгой повторяемости движений здесь нет. Нас же будут интересовать периодические колебания.
Периодическими колебаниями называются такие колебания, при которых все характеристики движения повторяются через определенный промежуток времени, называемый периодом колебаний.
Математик сказал бы строже: период - это минимальный промежуток времени, через который повторяются все характеристики движения. Однако физики редко используют такие уточнения, предпочитая краткость и наглядность излишней строгости. Поэтому в физике используют еще одно определение периода, которое дает практический способ его нахождения.
Периодом колебаний называется промежуток времени, за который совершается одно колебание:
T = t/n, (10.1)
где n - число колебаний, совершенных за время t.
Единица периода в СИ - секунда. Однако на практике используют и другие единицы времени.
Период используют как характеристику колебательного движения, когда он достаточно велик (например, период вращения Земли вокруг своей оси - 1 сутки). Для процессов с малым периодом повторяемости используют другую характеристику колебаний - частоту.