ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Природа свободных колебаний из "Колебания Издание 3 " После того как по струпе рояля ударит один из молоточков, струпа продолл ает сама по себе совершать колебания — свободные колебания. Такие колебания возможны благодаря тому, что струна обладает двумя свойствами. Во-первых, опа имеет массу, и поэто.му при своем дпи кепии может накапливать кинетическую энергию. Второе свойство такл е является весь.ма обычным — это способность струны накапливать потенппальпую энергию при отклонении ее от состояния равновесия. [c.36] Для наших целей лучше всего изучить свободные колебания какой-либо очень простой системы. Подвешенная за один конец часть велосипедной цепи может служить идеальным объектом такого исследования, поскольку она наглядно иллюстрирует основные черты свободных колебаний. [c.37] Пусть свободно висящая цепь первоначально находится в состоянии покоя. Свободные колебания можпо вызвать, если отклонить цепь каким-либо образом и затем отпустить, или если резко ее ударить. При этом мы должны соблюдать правило, согласно которому боковые перемещения любой точки цепи должны быть малыми — в данном случае малыми но сравнению с длиной цепи. Причина такого ограничения не должна здесь нас отвлекать она будет разъяснена позднее, в гл. VI. Но это ограничение едва ли является стеснительным, потому что, в конце концов, амплитуды колебаний точек конструкции редко оказываются сравнимыми по величине е размерами самой конструкции (если речь идет, как и в данном случае, о колебаниях, связанных с изменением формы). [c.37] На этом закончим описание свободных колебаний, возникающих после того, как цепь получила начальное смещение или начальный импульс в виде удара. Эти колебания кажутся хаотическими, но мы убедимся, что их рассмотрение без труда можно упорядочить. [c.38] Мы показали, таким образом, что цепь обладает рядом форм свободных колебаний их также называют собственными формами. Каждой собственной форме соответствуют определенная частота и скорость затухания колебаний. [c.39] Человеческое ухо весьма чувствительно к затуханию таких свободных колебаний, частоты которых лежат в звуковом диапазоне. Отчасти именно благодаря этому мы можем различать звуки музыкальных инструментов. Когда мы нажимаем на клавиш рояля, то молоточек ударяет по струне, и последняя совершает свободные колебания, которые постепенно затухают. Если записать звучание струны на магнитофонную лепту и затем прослушать запись, пустив ленту в обратном направлении, то мы услышим соответствующую поту, однако интенсивность звучания будет постепенно возрастать, а затем звук резко оборвется. Характер звучания в этом случае не таков, как у рояля ). [c.40] Собственные частоты системы (вообще любой системы, не обязательно висящей цени), ее собственные формы и скорости затухания яляются, можно сказать, характеристиками системы, поскольку они не связаны с какими бы то ни было внешними воздействиями. Ввиду важной роли, которую играют эти характеристики, мы рассмотрим каждую из них в отдельности. [c.40] Вернуться к основной статье