1.機(jī)械振動(dòng)概述
物體(質(zhì)點(diǎn))在某一中心位置兩側(cè)所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)就叫做機(jī)械振動(dòng),物體能夠圍繞著平衡位置做往復(fù)運(yùn)動(dòng),必然受到使它能夠回到平衡位置的力即回復(fù)力;貜(fù)力是以效果命名的力,它可以是一個(gè)力或一個(gè)力的分力,也可以是幾個(gè)力的合力。
產(chǎn)生振動(dòng)的必要條件是:物體離開(kāi)平衡位置后要受到回復(fù)力作用;阻力足夠小。
2.簡(jiǎn)諧振動(dòng)
定義:物體在跟位移成正比,并且總是指向平衡位置的回復(fù)力作用下的振動(dòng)叫簡(jiǎn)諧振動(dòng)。簡(jiǎn)諧振動(dòng)是最簡(jiǎn)單,最基本的振動(dòng)。研究簡(jiǎn)諧振動(dòng)物體的位置,常常建立以中心位置(平衡位置)為原點(diǎn)的坐標(biāo)系,把物體的位移定義為物體偏離開(kāi)坐標(biāo)原點(diǎn)的位移。因此簡(jiǎn)諧振動(dòng)也可說(shuō)是物體在跟位移大小成正比,方向跟位移相反的回復(fù)力作用下的振動(dòng),即F=-kx,其中“-”號(hào)表示力方向跟位移方向相反。
簡(jiǎn)諧振動(dòng)的條件:物體必須受到大小跟離開(kāi)平衡位置的位移成正比,方向跟位移方向相反的回復(fù)力作用。
簡(jiǎn)諧振動(dòng)是一種機(jī)械運(yùn)動(dòng),有關(guān)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的概念和規(guī)律都適用。簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特點(diǎn)在于它是一種周期性運(yùn)動(dòng),它的位移、回復(fù)力、速度、加速度以及動(dòng)能和勢(shì)能(重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能)都隨時(shí)間做周期性變化。
振幅:振幅是振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離,常用字母“A”表示,它是標(biāo)量,為正值。振幅是表示振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量,振幅的大小表示了振動(dòng)系統(tǒng)總機(jī)械能的大小,簡(jiǎn)諧振動(dòng)在振動(dòng)過(guò)程中,動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化而總機(jī)械能守恒。
周期和頻率,周期是振子完成一次全振動(dòng)的時(shí)間,頻率是一秒鐘內(nèi)振子完成全振動(dòng)的次數(shù)。振動(dòng)的周期T跟頻率f之間是倒數(shù)關(guān)系,即T=1/f。振動(dòng)的周期和頻率都是描述振動(dòng)快慢的物理量,簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期和頻率是由振動(dòng)物體本身性質(zhì)決定的,與振幅無(wú)關(guān),所以又叫固有周期和固有頻率。