Коливальний рух — це рух, який точно або приблизно повторюються через рівні інтервали часу.
Маятник — це тверде тіло, яке здійснює коливання внаслідок притягання до Землі або внаслідок дії пружини.
Маятники, в яких тіло коливається завдяки дії пружини, називають пружинними маятниками. Коливання пружинного маятника залежать від властивостей пружини і маси тіла.
Маятники, які коливаються завдяки притяганню до Землі, називають фізичними маятниками. їх коливання є доволі складними, адже залежать від маси, геометричних розмірів, форми маятника тощо.
Інтерактивні симуляції PhET (пружинний маятник)
Інтерактивні симуляції PhET (фізичний маятник)
Амплітуда коливань — це фізична величина, що дорівнює максимальній відстані, на яку відхиляється тіло від положення рівноваги під час коливань.
Амплітуду коливань позначають символом А. Одиниця амплітуди коливань в СІ — метр:
За одне коливання тіло проходить шлях l0 , який приблизно дорівнює чотирьом амплітудам: l0 = 4А.
Коливальний рух є періодичним рухом, тому він характеризується такими фізичними величинами, як період коливань і частота коливань.
Період коливань — це фізична величина, що дорівнює часу, за який відбувається одне коливання.
Період коливань, як і період рівномірного руху по колу, позначають символом T і обчислюють за формулою:
де t — час спостереження; N — кількість коливань за цей час.
Одиниця періоду коливань в СІ — секунда:
Частота коливань — це фізична величина, яка дорівнює кількості коливань за одиницю часу.
Частоту коливань позначають символом ν («ню») і обчислюють за формулою:
Одиниця частоти коливань в СІ — герц (Гц) (названа на честь Генріха Герца)
Якщо тіло за одну секунду робить одне коливання, то частота його коливань дорівнює одному герцу: 1 Гц = 1/c.
Частота ν і період T коливань взаємно оберненими величинами:
Якщо гойдалку вивести зі стану рівноваги та відпустити, то вона почне коливатися. Такі коливання називають вільними.
Якщо на гойдалку не впливати, то через деякий час амплітуда її коливань помітно зменшиться, а згодом коливання припиняться зовсім.
Коливання, амплітуда яких із часом зменшується, називають затухаючими коливаннями.
Вільні коливання завжди є затухаючими. Затухають із плином часу вільні коливання била дзвона, струни гітари, гілки дерева...
Незатухаючі коливання — це коливання, амплітуда яких не змінюється з часом.
Незатухаючі коливання здійснює, наприклад, голка швацької машинки, доки працює її механізм та поршень в циліндрі двигуна, який працює.