У повсякденному житті людина постійно зустрічається з проявами коливального руху. Це хитання маятника в годиннику, коливання автомобільних ресор і всього автомобіля. Навіть землетрус – це не що інше, як коливання земної кори. Коливаються також висотні будівлі від сильних поривів вітру. Спробуємо розібратися, як фізика пояснює це явище.
Маятник як коливальна система
Самим наочним прикладом коливального руху є маятник настінного годинника. Проходження маятника від вищої точки ліворуч до вищої точки праворуч називається його повним коливанням. Період одного такого повного коливання отримав назву периметра. Частотою коливання називають кількість коливань, що здійснюється в секунду.
Для вивчення коливань використовують простий нитяною маятник, який виготовляється шляхом підвішування невеликого металевого кульки на нитку. Якщо уявити, що кулька – це матеріальна точка, а нитка не має маси при абсолютної гнучкості і відсутності тертя, то вийде теоретичний, так званий математичний маятник.
Період коливання такого «ідеального» маятника можна розрахувати за формулою:
T = 2π √ l / g,
де l — довжина маятника, g — прискорення вільного падіння.
З формули видно, що період коливання маятника не залежить від його маси і не враховує кут відхилення від рівноважного положення.
