Использовать закон Ньютона при изучение механических колебаний

Уравнение свободных гармонических колебаний имеет вид ddot x+omega^2 x=0
Здесь omega - параметр, связанный со свойствами системы.
Его решение имеет следующий вид: x(t)=C_1cos omega t+C_2sin omega t и называется гармоническим осциллятором. Здесь C_1 и C_2 - константы, определяющиеся начальными условиями.
Например, хотим мы узнать закон движения грузика на пружинке. Пишем второй закон Ньютона:
mddot x=-kx
Все в одну часть уравнения, делим на массу, чтобы привести второй закон Ньютона к виду уравнения колебаний:
ddot x+frac km x=0.
В коэффициенте перед координатой мы узнаем квадрат угловой частоты и легко выписываем решение. Можно так же легко узнать и период колебаний, используя известное кинематическое соотношение между угловой частотой и периодом 2pi=omega T.
Так, например, для рассматриваемой задачи период свободных колебаний не зависит ни от чего, кроме жесткости пружины и массы груза и равен T=2pisqrtfrac mk.

Оцени ответ
Подпишись на наш канал в телеграм. Там мы даём ещё больше полезной информации для школьников!

Загрузить картинку