Как называются колебания, вызванные воздействием периодической внешней силы? Что происходит с амплитудой этих колебаний со временем? Какой пример является характерным для таких колебаний?
Подробный ответ:
Инструкция: Колебания, вызванные воздействием периодической внешней силы, называются резонансными колебаниями. Это явление возникает, когда частота внешней силы совпадает с собственной частотой системы. В результате этого воздействия система начинает колебаться с наибольшей амплитудой.
С амплитудой этих колебаний происходят интересные изменения со временем. В начале, когда внешняя сила только начинает воздействовать, амплитуда маленькая. По мере увеличения времени воздействия, амплитуда возрастает и достигает максимального значения при достижении резонанса. После резонанса амплитуда начинает уменьшаться, так как внешняя сила продолжает действовать на систему, но уже не создает такую же значительную реакцию.
Характерным примером резонансных колебаний является приятный звук, возникающий при игре на музыкальном инструменте. Когда музыкант мастерски вибрирует струну или колеблет воздушный столб в инструменте, это создает периодическую внешнюю силу, которая вызывает резонансные колебания в инструменте, издавая прекрасные звуки.
Пример использования: Воздействие на маятник периодической силой может вызвать резонансные колебания. Если маятник имеет определенную собственную частоту, и на него будет действовать внешняя сила с такой же частотой, то амплитуда колебаний маятника будет максимальной.
Совет: Для лучшего понимания резонансных колебаний рекомендуется ознакомиться с основами периодических движений и базовыми понятиями о частоте и амплитуде колебаний. А также провести эксперименты или наблюдения, чтобы наглядно увидеть влияние внешней силы на колебания системы и изменения амплитуды.
Упражнение: Колебания песчинки на поверхности барабана имеют собственную частоту 50 Гц. Какое значение частоты внешней силы приведет к резонансу, если амплитуда колебаний должна быть максимальной?