2. Нитяной маятник колеблется с частотой 2 Гц. Определите период колебаний и число колебаний в минуту.
Частота — это количество колебаний в единицу времени. В данном случае частота ν = 2 Гц, что означает, что маятник совершает 2 колебания в секунду.
Период — это время, за которое происходит одно полное колебание. Период и частота связаны обратной зависимостью:
Подставим значение частоты:
Таким образом, период колебаний нитяного маятника составляет 0.5 секунды.
Теперь определим число колебаний в минуту. Так как в одной минуте 60 секунд, можно рассчитать количество колебаний следующим образом:
Подставим значения:
Следовательно, нитяной маятник совершает 120 колебаний в минуту.
3. Могут ли свободные колебания происходить в колебательной системе? В системе, не являющейся колебательной? Если могут, то приведите примеры.
Свободные колебания — это колебания, происходящие в системе после того, как она была выведена из состояния равновесия и предоставлена самой себе. Такие колебания происходят за счет внутренних сил системы без внешних воздействий.
В колебательной системе:
Да, свободные колебания могут происходить в колебательной системе. Примеры колебательных систем, в которых могут происходить свободные колебания, включают:
- Маятник: Когда маятник отклоняется от положения равновесия и затем отпускается, он будет колебаться под действием силы тяжести и инерции.
- Механическая пружина: Если растянуть или сжать пружину и затем отпустить, она будет колебаться вокруг своего положения равновесия под действием упругой силы.
- Электрический колебательный контур: Если в контуре, состоящем из конденсатора и индуктивности, создать начальный заряд , то система будет совершать электрические колебания.
В системе, не являющейся колебательной:
В системах, не являющихся колебательными, свободные колебания, как правило, не происходят, поскольку такие системы не обладают необходимыми условиями для колебаний . Однако, в некоторых случаях, при определенных условиях, можно наблюдать колебательные движения в системах, которые обычно не рассматриваются как колебательные. Например:
- Колебания в химических реакциях: Некоторым химическим реакциям может быть присуще осциллирующее поведение концентраций реагентов и продуктов.
- Экономические циклы: В экономических системах можно наблюдать циклические колебания, такие как экономические циклы подъема и спада.
Таким образом, свободные колебания характерны для колебательных систем, но могут также наблюдаться в некоторых других типах систем при наличии определенных условий.