Pod kojim uslovima telo vibrira? oscilatorno kretanje

Vibracije su jedan od najčešćih procesa u prirodi i tehnologiji.

Krila insekata i ptica fluktuiraju u letu, visoke zgrade i visokonaponske žice pod dejstvom vetra, klatna navijanja sata i automobila na izvorima tokom kretanja, nivoa reke tokom godine i temperature ljudsko tijelo sa bolešću.

Zvuk je fluktuacija gustine i pritiska vazduha, radio talasi su periodične promene jačine električnog i magnetnog polja, vidljiva svetlost je takođe elektromagnetne oscilacije, samo sa malo drugačijim talasnim dužinama i frekvencijama.

Zemljotresi - vibracije tla, oseke i tokovi - promjene nivoa mora i okeana, uzrokovane privlačenjem Mjeseca i dosežu 18 metara u nekim područjima, otkucaji pulsa - periodične kontrakcije ljudskog srčanog mišića, itd.

Promena budnosti i sna, rada i odmora, zime i leta... Čak i naš svakodnevni odlazak na posao i povratak kući potpada pod definiciju fluktuacija, koje se tumače kao procesi koji se ponavljaju tačno ili približno u pravilnim intervalima.

Vibracije su mehaničke, elektromagnetne, hemijske, termodinamičke i razne druge. Uprkos ovoj raznolikosti, svi oni imaju mnogo zajedničkog i stoga su opisani istim jednačinama.

Slobodne oscilacije nazivaju se oscilacije koje nastaju zbog početnog snabdijevanja energijom date oscilirajućem tijelu.

Da bi tijelo moglo slobodno oscilirati, mora se izvući iz ravnoteže.

TREBAM ZNATI

Posebna grana fizike - teorija oscilacija - bavi se proučavanjem zakona ovih pojava. Moraju ih poznavati brodograditelji i zrakoplovi, stručnjaci za industriju i transport, kreatori radiotehničke i akustičke opreme.

Prvi naučnici koji su proučavali oscilacije bili su Galileo Galilej (1564...1642) i Kristijan Hajgens (1629...1692). (Vjeruje se da je odnos između dužine klatna i vremena svakog zamaha otkrio Galileo. Jednog dana u crkvi je gledao kako se ljulja ogroman luster, i bilježio vrijeme po svom pulsu. Kasnije je otkrio da vrijeme za koje se dogodi jedan zamah zavisi od dužine klatna – vrijeme se prepolovi ako se klatno skrati za tri četvrtine.).
Huygens je izumio prvi sat sa klatnom (1657.), au drugom izdanju svoje monografije "Sat sa klatnom" (1673.) istražio je niz problema povezanih s kretanjem klatna, a posebno je pronašao centar zamaha. fizičko klatno.

Veliki doprinos proučavanju oscilacija dali su mnogi naučnici: Englezi - W. Thomson (Lord Kelvin) i J. Rayleigh, Rusi - A.S. Popov i P.N. Lebedev i drugi

Vektor gravitacije je prikazan crvenom bojom, sila reakcije plavom, sila otpora žutom, a rezultujuća sila bordo. Da biste zaustavili klatno, pritisnite dugme "Stop" u prozoru "Control" ili kliknite dugme miša unutar glavnog prozora programa. Za nastavak pokreta ponovite radnju.

Događaju se dalje oscilacije klatna navoja, koje je izvučeno iz ravnoteže
pod dejstvom rezultujuće sile, koja je zbir dva vektora: gravitacije
i elastične sile.
Rezultirajuća sila u ovom slučaju naziva se sila vraćanja.

FOUCAULT KLATNO U PARIŠKOM PANTEONU

Šta je Jean Foucault dokazao?

Foucaultovo klatno se koristi za demonstriranje rotacije Zemlje oko svoje ose. Teška lopta je okačena na dugačku sajlu. Ljulja se naprijed-nazad preko okrugle platforme s pregradama.
Nakon nekog vremena, publici se počinje činiti da se klatno već ljulja preko drugih podjela. Čini se da se klatno okrenulo, ali nije. Sa Zemljom je okrenuo sam krug!

Za sve je činjenica rotacije Zemlje očigledna, makar samo zato što dan zamjenjuje noć, odnosno za 24 sata se dogodi jedna potpuna rotacija planete oko svoje ose. Rotacija Zemlje može se dokazati mnogim fizičkim eksperimentima. Najpoznatiji od njih bio je eksperiment koji je izveo Jean Bernard Léon Foucault 1851. godine u Pariškom Panteonu u prisustvu cara Napoleona. Ispod kupole zgrade, fizičar je okačio metalnu kuglu tešku 28 kg na čeličnu žicu dugu 67 m. Prepoznatljiva karakteristika ovog klatna je bilo da se može slobodno ljuljati u svim smjerovima. Ispod njega je napravljena ograda polumjera 6 m, unutar koje je usutan pijesak čiju je površinu dodirivao vrh klatna. Nakon što se klatno pokrenulo, postalo je očigledno da se ravnina ljuljanja rotira u smjeru kazaljke na satu u odnosu na pod. To je slijedilo iz činjenice da je pri svakom sljedećem zamahu vrh klatna pravio oznaku 3 mm dalje od prethodnog. Ovo odstupanje objašnjava zašto se Zemlja rotira oko svoje ose.

Godine 1887, princip klatna je demonstriran i u i, u Isaac's Cathedral Petersburg. Iako se danas ne može vidjeti, jer se sada čuva u fondu muzeja-spomenika. To je učinjeno kako bi se obnovila originalna unutrašnja arhitektura katedrale.

SAMI NAPRAVITE MODEL FOUCAULTovog klatna

Okrenite stolicu naopako i stavite šinu na krajeve njenih nogu (dijagonalno). A u sredini objesite mali teret (na primjer, maticu) ili konac. Neka se ljulja tako da ravnina ljuljanja prođe između nogu taburea. Sada polako rotirajte stolicu oko njene vertikalne ose. Primijetit ćete da se klatno ljulja u drugom smjeru. Zapravo, još se ljulja, a promjena je nastala zbog okretanja same stolice, koja u ovom eksperimentu igra ulogu Zemlje.

TORZIVNO KLATNO

Ovo je Maxwellovo klatno; ono omogućava otkrivanje niza zanimljivih pravilnosti u kretanju krutog tijela. Navoji su vezani za disk montiran na osovinu. Ako zavrtite nit oko ose, disk će se podići. Sada puštamo klatno i ono počinje da pravi periodično kretanje: disk je spušten, konac je odmotan. Došavši do donje tačke, po inerciji disk nastavlja da se okreće, ali sada uvija nit i podiže se prema gore.

Tipično, torzijsko klatno se koristi u mehaničarstvu ručni sat. Balans točka pod dejstvom opruge rotira u jednom ili drugom smjeru. Njegovi ujednačeni pokreti osiguravaju točnost sata.

SAMI NAPRAVITE KLATNO

Od debelog kartona izrežite mali krug prečnika 6-8 cm, na jednoj strani kruga nacrtajte otvorenu svesku, a na drugoj strani broj "5". Na obje strane kruga napravite 4 rupe iglom i umetnite 2 jaka konca. Osigurajte ih tako da ne iskaču sa čvorovima. Zatim samo trebate zavrtiti krug 20 - 30 okretaja i povući niti na strane. Kao rezultat rotacije, vidjet ćete sliku "5 u mojoj bilježnici".
Lijepo?

živino srce

Mala kap je lokva žive, čiju površinu u njenom središtu dodiruje željezna žica - igla, napunjena slabom vodenom otopinom hlorovodonične kiseline, u kojem je rastvorena so kalijum dihromata .. živa u rastvoru hlorovodonične kiseline prima električni naboj a površinska napetost na granici dodirnih površina opada. Kada igla dođe u kontakt s površinom žive, naboj se smanjuje i, posljedično, mijenja se površinska napetost. U ovom slučaju, kap poprima sferičniji oblik. Vrh kapi puzi na iglu, a zatim, pod dejstvom gravitacije, skače s nje. Spolja, ovaj fenomen ostavlja utisak drhtave žive. Ovaj prvi impuls izaziva vibracije, kap se ljulja i "srce" počinje da pulsira. Živino "srce" nije vječni motor! Vremenom se dužina igle smanjuje i ona se ponovo mora staviti u kontakt sa površinom žive.

Uz translatorno i rotacijsko kretanje, oscilatorno kretanje igra važnu ulogu u makro- i mikrosvijetu.

Razlikovati haotične i periodične oscilacije. Periodične oscilacije karakteriše činjenica da u određenim jednakim vremenskim intervalima oscilirajući sistem prolazi kroz iste pozicije. Primjer je ljudski kardiogram, koji je zapis fluktuacija električnih signala srca (slika 2.1). Na kardiogramu se može razlikovati period oscilovanja, one. vrijeme T jedan potpuni zamah. Ali periodičnost nije isključiva karakteristika oscilacija; nju takođe poseduje rotaciono kretanje. Prisustvo ravnotežnog položaja je karakteristika mehaničkog oscilatornog kretanja, dok rotaciju karakteriše tzv. indiferentna ravnoteža (dobro izbalansiran točak ili kockarski rulet, kada se okreće, staje u bilo kom položaju sa jednakom verovatnoćom). Kod mehaničkih vibracija u bilo kom položaju, osim u ravnotežnom, postoji sila koja teži da oscilirajući sistem vrati u početni položaj, tj. obnavljanje snage, uvek usmeren ka ravnotežnom položaju. Prisutnost sve tri karakteristike razlikuje mehaničku vibraciju od ostalih vrsta kretanja.

Rice. 2.1.

Razmotrite konkretne primjere mehaničkih vibracija.

Jedan kraj čeličnog ravnala stegnemo u škripac, a drugi, slobodan, odvedemo u stranu i otpustimo. Pod djelovanjem elastičnih sila, ravnalo će se vratiti u prvobitni položaj, a to je položaj ravnoteže. Prolazeći kroz ovaj položaj (koji je položaj ravnoteže), sve tačke ravnala (osim stegnutog dijela) će imati određenu brzinu i određenu količinu kinetičke energije. Po inerciji, oscilirajući dio ravnala će proći ravnotežni položaj i izvršiće rad protiv unutrašnje sile elastičnost zbog gubitka kinetičke energije. To će dovesti do povećanja potencijalne energije sistema. Kada kinetička energija je potpuno iscrpljen potencijalna energijaće dostići maksimum. Elastična sila koja djeluje na svaku oscilirajuću tačku također će dostići maksimum i bit će usmjerena prema ravnotežnom položaju. Ovo je opisano u pododjeljcima 1.2.5 (relacija (1.58)), 1.4.1, kao i u 1.4.4 (vidi sliku 1.31) na jeziku potencijalnih krivulja. To će se ponavljati sve dok se ukupna mehanička energija sistema ne pretvori u unutrašnju energiju (energija vibracija čestica čvrstog tijela) i rasprši se u okolni prostor (podsjetimo da su sile otpora disipativne sile).

Dakle, u kretanju koje se razmatra dolazi do ponavljanja stanja i postoje sile (sile elastičnosti) koje teže da vrate sistem u ravnotežni položaj. Stoga će lenjir oscilirati.

Drugi dobro poznati primjer je oscilacija klatna. Ravnotežni položaj klatna odgovara najnižem položaju njegovog centra gravitacije (u ovom položaju potencijalna energija zbog gravitacije je minimalna). U skretanom položaju, moment sile oko ose rotacije će djelovati na klatno, težeći da vrati klatno u njegov ravnotežni položaj. U ovom slučaju postoje i svi znaci oscilatornog kretanja. Jasno je da u odsustvu gravitacije (u bestežinskom stanju) gore navedeni uslovi neće biti ispunjeni: u bestežinskom stanju nema gravitacije i momenta vraćanja ove sile. I ovdje će se klatno, nakon pritiska, kretati u krug, odnosno neće oscilirati, već se okretati.

Vibracije mogu biti ne samo mehaničke. Tako, na primjer, možemo govoriti o fluktuacijama naboja na pločama kondenzatora spojenog paralelno s induktorom (u oscilatornom krugu), ili o jačini električnog polja u kondenzatoru. Njihova promjena tokom vremena opisana je jednadžbom, kao to, koji određuje mehanički pomak iz ravnotežnog položaja klatna. S obzirom na činjenicu da iste jednačine mogu opisati fluktuacije najrazličitijih fizičkih veličina, pokazalo se da je vrlo zgodno razmotriti fluktuacije bez obzira na to koja fizička veličina fluktuira. Ovo dovodi do sistema analogija, posebno elektromehaničke analogije. Za određenost, za sada ćemo razmotriti mehaničke vibracije. Razmatraju se samo periodične fluktuacije, u kojima se vrijednosti fizičkih veličina koje se mijenjaju u procesu fluktuacija ponavljaju u pravilnim intervalima.

Recipročan period T oscilacije (kao i vrijeme jednog potpunog okreta u toku rotacije), izražava broj potpunih oscilacija u jedinici vremena, a naziva se frekvencija(to je samo frekvencija, mjeri se u hercima ili s -1)

(sa oscilacijama na isti način kao kod rotacionog kretanja).

Ugaona brzina je povezana sa frekvencijom v uvedenom relacijom (2.1) formulom

mjereno u rad/s ili s -1.

Prirodno je započeti analizu oscilatornih procesa najjednostavnijim slučajevima oscilatornih sistema sa jednim stepenom slobode. Broj stepeni slobode je broj nezavisnih varijabli potrebnih za potpuno određivanje položaja u prostoru svih dijelova datog sistema. Ako su, na primjer, oscilacije klatna (opterećenje na niti i sl.) ograničene ravninom u kojoj se klatno može samo kretati, a ako je nit klatna nerastegljiva, tada je dovoljno navesti samo jedan kut odstupanja navoja od vertikale ili samo količine pomaka od ravnotežnog položaja - za opterećenje koje oscilira u jednom smjeru na oprugi da bi se u potpunosti odredio njen položaj. U ovom slučaju kažemo da sistem koji se razmatra ima jedan stepen slobode. Isto klatno, ako može zauzeti bilo koji položaj na površini sfere na kojoj se nalazi putanja njegovog kretanja, ima dva stepena slobode. Trodimenzionalne vibracije su također moguće, kao što je slučaj, na primjer, kod termičkih vibracija atoma u kristalnoj rešetki (vidi pododjeljak 10.3). Da analiziramo proces u stvarnosti fizički sistem biramo njegov model, prethodno ograničivši studiju na niz uslova.

• Ovdje i ispod, period oscilovanja će biti označen istim slovom kao i kinetička energija - T (ne brkati!).
• Poglavlje 4 " Molekularna fizika» biće data još jedna definicija broja stepeni slobode.

Tema ove lekcije: „Oscilatorno kretanje. Besplatne vibracije. Oscilatorni sistemi. Prvo, hajde da definišemo novu vrstu kretanja koju počinjemo da proučavamo - oscilatorno kretanje. Razmotrimo kao primjer oscilacije opružnog klatna i definiramo pojam slobodnih oscilacija. Takođe ćemo proučiti šta su oscilatorni sistemi i razgovarati o uslovima neophodnim za postojanje oscilacija.

oklijevanje - ovo je periodična promjena bilo koje fizičke veličine: temperaturne fluktuacije, fluktuacije boje semafora, itd. (Sl. 1).

Rice. 1. Primjeri vibracija

Vibracije su najčešći oblik kretanja u prirodi. Ako se dotaknemo pitanja vezanih za mehaničko kretanje, onda je ovo najčešći tip mehaničkog kretanja. Obično kažu ovako: pokret koji se u potpunosti ili djelomično ponavlja tokom vremena naziva se oklevanje. Mehaničke vibracije- ovo je periodična promjena fizičkih veličina koje karakteriziraju mehaničko kretanje: položaj tijela, brzina, ubrzanje.

Primeri vibracija: njihanje ljuljaške, mešanje lišća i ljuljanje drveća pod uticajem vetra, klatno u satu, kretanje ljudskog tela.

Rice. 2. Primjeri vibracija

Najčešći mehanički oscilatorni sistemi su:

• Teg pričvršćen za oprugu opružno klatno. Kazivanje klatna početna brzina, izvlači se iz ravnoteže. Klatno se ljulja gore-dole. Za osciliranje opružnog klatna važan je broj opruga i njihova krutost.

Rice. 3. Opružno klatno

• matematičko klatno - solidan visi na dugačkoj niti, oscilirajući u Zemljinom gravitacionom polju.

Rice. 4. Matematičko klatno

Uslovi za postojanje oscilacija

• Prisustvo oscilatornog sistema. Oscilatorni sistem je sistem u kojem mogu postojati oscilacije.

Rice. 5. Primjeri oscilatornih sistema

• Tačka stabilne ravnoteže. Oko ove tačke se dešavaju oscilacije.

Rice. 6. Balansna tačka

Postoje tri vrste ravnotežnih položaja: stabilan, nestabilan i indiferentan. Stabilan: kada sistem teži da se vrati u prvobitni položaj uz malo spoljašnjeg uticaja. Prisustvo stabilne ravnoteže je važan uslov za pojavu oscilacija u sistemu.

• Rezerve energije koje izazivaju vibracije. Uostalom, oscilacije same po sebi ne mogu nastati, moramo sistem izbaciti iz ravnoteže da bi se te oscilacije dogodile. Odnosno, da prenesemo energiju ovom sistemu, tako da se kasnije energija vibracije pretvori u kretanje koje razmatramo.

Rice. 7 Energetske rezerve

• Mala vrijednost sila trenja. Ako su te sile velike, onda ne može biti govora o fluktuacijama.

Rješenje glavnog problema mehanike u slučaju vibracija

Mehaničke oscilacije su jedna od vrsta mehaničkog kretanja. Glavni zadatak mehanike je određivanje položaja tijela u bilo kojem trenutku. Dobijamo zakon zavisnosti za mehaničke vibracije.

Pokušaćemo da pogodimo zakon koji treba pronaći, a ne matematički ga izvoditi, jer nivo znanja devetog razreda nije dovoljan za rigorozne matematičke proračune. U fizici se ova metoda često koristi. Prvo pokušavaju da predvide pravednu odluku, a onda to i dokažu.

Oscilacije su periodičan ili gotovo periodičan proces. To znači da je zakon periodična funkcija. U matematici, periodične funkcije su ili .

Zakon neće biti rješenje za glavni problem mehanike, jer je to bezdimenzionalna veličina, a mjerne jedinice su metri. Popravimo formulu dodavanjem množitelja ispred sinusa koji odgovara maksimalnom odstupanju od ravnotežnog položaja - amplitudna vrijednost: . Imajte na umu da su vremenske jedinice sekunde. Razmislite šta to znači, na primjer,? Ovaj izraz nema smisla. Izraz ispod sinusa mora se mjeriti u stepenima ili radijanima. U radijanima se takva fizička veličina mjeri kao faza oscilacije - proizvod ciklične frekvencije i vremena.

Slobodne harmonijske oscilacije su opisane zakonom:

Koristeći ovu jednačinu, možete pronaći položaj tijela koje oscilira u bilo kojem trenutku.

Energija i balans

Prilikom istraživanja mehaničkih vibracija, poseban interes treba posvetiti konceptu ravnotežnog položaja – neophodnog uslova za prisustvo vibracija.

Postoje tri vrste ravnotežnih položaja: stabilan, nestabilan i indiferentan.

Slika 8 prikazuje kuglu koja se nalazi u sfernom koritu. Ako se lopta izvadi iz ravnoteže, na nju će djelovati sljedeće sile: gravitacija, usmjerena okomito prema dolje, sila reakcije oslonca, usmjerena okomito na tangentu duž poluprečnika. Vektorski zbir ove dvije sile bit će rezultanta, koja je usmjerena nazad u ravnotežni položaj. Odnosno, lopta će težiti da se vrati u svoj ravnotežni položaj. Ovo stanje ravnoteže naziva se održivo.

Rice. 8. Stabilna ravnoteža

Stavimo lopticu na konveksni sferni žleb i izvučemo je malo iz ravnotežnog položaja (slika 9). Sila gravitacije je i dalje usmjerena okomito prema dolje, sila reakcije oslonca je i dalje okomita na tangentu. Ali sada je rezultujuća sila usmjerena u smjeru suprotnom od početnog položaja tijela. Lopta će težiti da se kotrlja. Ovo stanje ravnoteže naziva se nestabilno.

Rice. 9. Nestabilna ravnoteža

Na slici 10 lopta se nalazi u horizontalnoj ravni. Rezultanta dviju sila u bilo kojoj tački na ravni će biti ista. Ovo stanje ravnoteže naziva se indiferentan.

Rice. 10. Ravnodušna ravnoteža

U stabilnoj i nestabilnoj ravnoteži, lopta teži da zauzme poziciju u kojoj se nalazi potencijalna energija će biti minimalna.

Svaki mehanički sistem teži da spontano zauzme poziciju u kojoj će njegova potencijalna energija biti minimalna. Na primjer, ugodnije nam je ležati nego stajati.

Dakle, potrebno je uslov postojanja fluktuacija dopuniti činjenicom da ravnoteža mora nužno biti stabilna.

Ako je datom klatnu, oscilatornom sistemu data energija, tada će se oscilacije nastale takvim djelovanjem zvati besplatno. Češća definicija: vibracije se nazivaju slobodnim, koji se javljaju samo pod uticajem unutrašnjih sila sistema.

Slobodne oscilacije se nazivaju i prirodne oscilacije datog oscilatornog sistema, datog klatna. Slobodne vibracije su prigušene. One prije ili kasnije nestaju, kako djeluje sila trenja. U ovom slučaju, iako je mala vrijednost, nije nula. Ako nikakva dodatna sila ne prisili tijelo da se kreće, oscilacije prestaju.

Jednadžba brzine i ubrzanja u odnosu na vrijeme

Da bismo razumjeli da li se brzina i ubrzanje mijenjaju tokom oscilacija, okrenimo se matematičkom klatnu.

Klatno se izvlači iz ravnoteže i počinje da oscilira. AT ekstremne tačke fluktuacija, brzina mijenja svoj smjer, a u tački ravnoteže brzina je maksimalna. Ako se brzina promijeni, tijelo ima ubrzanje. Hoće li takvo kretanje biti jednoliko ubrzano? Naravno da ne, jer kako se brzina povećava (smanjuje), mijenja se i njen smjer. To znači da će se i ubrzanje promijeniti. Naš zadatak je da dobijemo zakone prema kojima će se projekcija brzine i projekcija ubrzanja mijenjati s vremenom.

Koordinata se mijenja tokom vremena prema harmonijskom zakonu, prema zakonu sinusa ili kosinusa. Logično je pretpostaviti da će se i brzina i ubrzanje mijenjati prema harmonijskom zakonu.

Zakon o promeni koordinata:

Zakon prema kojem će se projekcija brzine mijenjati s vremenom:

Ovaj zakon je također harmoničan, ali ako se koordinata mijenja s vremenom po sinusnom zakonu, onda je projekcija brzine - po kosinusnom zakonu. Koordinata u ravnotežnom položaju je nula, dok je brzina u ravnotežnom položaju maksimalna. Obrnuto, gdje je koordinata maksimalna, brzina je nula.

Zakon prema kojem će se projekcija ubrzanja mijenjati s vremenom:

Znak minus se pojavljuje jer kada se koordinata poveća, sila vraćanja je usmjerena u suprotnom smjeru. Prema drugom Newtonovom zakonu, ubrzanje je usmjereno u istom smjeru kao i rezultujuća sila. Dakle, ako koordinata raste, ubrzanje raste u apsolutnoj vrijednosti, ali suprotno u smjeru, i obrnuto, što je označeno znakom minus u jednadžbi.

Bibliografija

1. Kikoin A.K. O zakonu oscilatornog kretanja // Kvant. - 1983. - br. 9. - S. 30-31.
2. Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizika: udžbenik. za 9 ćelija. avg. škola - M.: Prosvjeta, 1992. - 191 str.
3. Chernoutsan A.I. Harmonične vibracije - obične i nevjerovatne // Kvant. - 1991. - br. 9. - S. 36-38.
4. Sokolovich Yu.A., Bogdanova G.S. Fizika: priručnik sa primjerima rješavanja problema. - 2. izdanje, redistribucija. - X.: Vesta: izdavačka kuća "Ranok", 2005. - 464 str.

1. Internet portal "youtube.com" ()
2. Internet portal "eduspb.com" ()
3. Internet portal "physics.ru" ()
4. Internet portal "its-physics.org" ()

Zadaća

1. Šta je slobodna vibracija? Navedite neke primjere takvih fluktuacija.
2. Izračunaj frekvenciju slobodnih oscilacija klatna ako je dužina njegovog konca 2 m. Odredi koliko će trajati 5 oscilacija takvog klatna.
3. Koliki je period slobodnih oscilacija opružnog klatna ako je krutost opruge 50 N/m, a masa tereta 100 g?

- Ovo je jedan od posebnih slučajeva neravnomjernog kretanja. Mnogo je primjera oscilatornog kretanja u životu: zamah, zamah minibusa na oprugama, i kretanje klipa u motoru... Ovi pokreti su različiti, ali imaju zajedničko vlasništvo: Povremeno, pokret se ponavlja.

Ovo vrijeme se zove period oscilovanja.

Razmotrimo jedan od najjednostavnijih primjera oscilatornog kretanja - opružno klatno. Opružno klatno je opruga koja je jednim krajem povezana sa fiksnim zidom, a drugim krajem sa pokretnim teretom. Radi jednostavnosti, pretpostavit ćemo da se opterećenje može kretati samo duž ose opruge. Ovo je realna pretpostavka - u stvarnim elastičnim mehanizmima opterećenje se obično kreće duž vodilice.

Ako klatno ne oscilira i na njega ne djeluju sile, ono je u ravnotežnom položaju. Ako se odvoji od ovog položaja i pusti, tada će klatno početi da osciluje - ono će premašiti tačku ravnoteže za najveća brzina i zamrznuti na ekstremnim tačkama. Udaljenost od ravnotežne tačke do ekstremne tačke se naziva amplituda, period u ovoj situaciji bit će minimalno vrijeme između posjeta istoj ekstremnoj tački.

Kada je klatno u svojoj krajnjoj tački, na njega djeluje elastična sila koja teži da vrati klatno u njegov ravnotežni položaj. Ona se smanjuje kako se približava ravnoteži, a u tački ravnoteže postaje jednaka nuli. Ali klatno je već dobilo brzinu i prelazi tačku ravnoteže, a sila elastičnosti počinje da ga usporava.

U ekstremnim tačkama klatno ima maksimalnu potencijalnu energiju, a u tački ravnoteže maksimalnu kinetičku energiju.

AT pravi zivot oscilacije obično izumiru, jer postoji otpor u mediju. U ovom slučaju, amplituda se smanjuje od oscilacije do oscilacije. Takve fluktuacije se nazivaju fading.

Ako nema prigušenja, a oscilacije se javljaju zbog početne rezerve energije, tada se nazivaju slobodne vibracije.

Tijela koja učestvuju u oscilaciji, a bez kojih oscilacije ne bi bile nemoguće, nazivaju se zbirno oscilatorni sistem. U našem slučaju oscilatorni sistem se sastoji od utega, opruge i fiksnog zida. Općenito, oscilatorni sistem se može nazvati bilo kojom grupom tijela koja je sposobna slobodne vibracije, odnosno one kod kojih se prilikom odstupanja pojavljuju sile koje vraćaju sistem u ravnotežu.