Тема 18. Механічні і електромагнітні коливання

1.Що таке коливання? Вільні коливання? Гармонійні коливання? періодичні процеси?

2.Дайте визначення амплітуди, фази, періоду, частоти, циклічної частоти коливання.

3.Який зв'язок амплітуди і фази зміщення, швидкості і прискорення при прямолінійних гармонійних коливаннях?

4.У чому полягає ідея методу обертового вектора амплітуди?

5.Виведіть формули для швидкості і прискорення точки, яка гармонійно коливається як функції часу.

6.Виведіть і прокоментуйте формули для кінетичної, потенційної і повної енергії при гармонічних коливаннях.

7.Чому дорівнює відношення повної енергії гармонічного коливання до максимального значення повертаючої сили, що викликає ці коливання?

8.Як можна порівняти між собою маси тіла, вимірюючи частоти коливань при підвішуванні цих мас до пружини?

9.Что називається гармонійним осциллятором? Пружинним маятником? фізичним? математичним?

10.Виведіть формули для періодів коливань пружинного, фізичного та математичного маятників.

11.Що таке приведена довжина фізичного маятника?

12.Які процеси відбуваються при вільних гармонійних коливаннях в коливальному контурі? Чим визначається їх період?

13.Запишіть і проаналізуйте диференціальне рівняння вільних гармонічних коливань у контурі.

14.Що таке биття? Чому дорівнює частота биття? період?

15.Яка траєкторія точки, що бере участь одночасно в двох взаємно перпендикулярних гармонійних коливаннях з однаковими періодами? Коли виходить коло? пряма?

16.Як за виглядом фігур Ліссажу можна визначити відношення частот коливань, які складаються?

17.Запишіть диференціальне рівняння згасаючих коливань і його розв’язок. Проаналізуйте їх для механічних і електромагнітних коливань.

18.Як змінюється частота власних коливань зі збільшенням маси тіла, що коливається?

19.За яким законом змінюється амплітуда згасаючих коливань? Чи є затухаючі коливання періодичними?

20.Чому частота згасаючих коливань повинна бути менше частоти власних коливань системи?

21.Що таке коефіцієнт згасання? декремент згасання? логарифмічний декремент згасання? У чому полягає фізичний зміст цих величин?

22.За яких умовах спостерігається аперіодичний рух?

23.Що таке автоколивання? У чому їх відмінність від вимушених і вільних незатухаючих коливань? Де вони застосовуються?

24.Що таке змушені коливання? Запишіть диференціальне рівняння вимушених коливань і розв’яжіть його. Проведіть їх аналіз для механічних і електромагнітних коливань.

25.Від чого залежить амплітуда вимушених коливань? Запишіть вирази для амплітуди і фази при резонансі.

26. Намалюйте і проаналізуйте резонансні криві для амплітуди зміщення (заряда) і швидкості (сили струму). Чим вони відрізняються?

27. Чому добротність є однією з найважливіших характеристик резонансних властивостей системи?

28. Що таке резонанс? Яка його роль?

29. Від чого залежить індуктивний опір? Ємнісний опір? Що називається реактивним опором?

30.Як зсунуті по фазі коливання змінної напруги і змінного струму, який йде через конденсатор? Котушку індуктивності? Резистор? відповідь обгрунтувати також за допомогою векторних діаграм.