Энергия колебательной системы

Понятие колебательной системы

Физика колебаний актуальна в разных сферах нашей повседневной жизни, например, в изготовлении телефонов и двигателей.

В качестве колеблющейся системы рассмотрим пружинный маятник. В пружинном маятнике колебания совершаются под действием сил упругости в пределах упругости тела (пружины).

Рисунок 1. Пружинный маятник. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Жирная стрелочка - это $\overrightarrow{F}_{уп}$.

Из рисунка можем сделать вывод, что: $F_{упр.x}=-kx$, где $k$ - это жёсткость пружины, а $x$ - смещение от положения равновесия.

Энергия колебательной системы

Преобразование энергии при колебаниях пружинного маятника: энергия упругой деформации превращается в кинетическую энергию: $E_{пmax}=E_{кmax}$. То есть:

$\frac{kx^2_{max}}{2}=\frac{mv^2_{max}}{2}=\frac{kx^2}{2}+\frac{mv^2}{2}$, где

• $k$ - это жёсткость пружины;
• $x_{max}$ - максимальное значение колеблющейся величины;
• $m$ - масса груза;
• $v_{max}$ - максимальная сокрость движения груза.

Решим простую задачу.

Таким образом, мы рассмотрели на простом примере энергию колебательной системы, при этом дав понятие колебательной системе.