Узагальнення та систематизація знань з теми "механічні коливання і хвилі". Екологічні проблеми акустики

•  Коливання — найпоширеніша форма руху в навколишньому світі та техніці. Якщо яке-небудь тіло підвісити в точці, яка не є центром його маси, вивести його зі стану рівноваги й відпустити, то воно певний час коливатиметься, амплітуда коливань зменшуватиметься і коливання припиняться. Такі коливання називають вільними. Затухають коливання внаслідок наявності тертя, опору повітря тощо; механічна енергія перетворюється на теплову.

•  В ідеальних системах, коли відсутні втрати механічної енергії, коливання будуть незатухаючими, їх називають власними.

•  Якщо на коливальну систему періодично діє змінна сила, то в системі відбуваються вимушені коливання. Частота вимушених коливань дорівнює частоті змушувальної сили. Якщо частоти змушувальної сили і коливань самої системи однакові, настає резонанс — зростання амплітуди вимушених коливань.

•  Для одержання незатухаючих коливань зовнішня сила не обов'язково має діяти безперервно. Це так звані автоколивання. Найпростішим прикладом одержання таких коливань, є гойдалка.

Умови виникнення автоколивань:

а) потрібно мати систему, в якій можливі вільні коливання (гойдалка);

б) для поповнення втрат енергії у системі має бути зовнішнє джерело енергії (людина);

в) має існувати пристрій, що передає енергію від зовнішнього джерела до коливної системи (руки людини);

г) треба узгоджувати роботу передавального пристрою з коливаннями системи (у прикладі з гойдалкою людина спостерігає за коливанням гойдалки, і в потрібні моменти підштовхує її). Остання функція в техніці дістала назву зворотного зв'язку.

•  Поширення коливань у пружному середовищі називають хвильовим процесом. З хвилею переноситься енергія, відбувається поширення енергії у просторі від джерела коливань. Хвилі бувають поздовжні і поперечні.

•  Звукові коливання: 16—20 000 Гц; інфразвукові коливання: менше 16 Гц; ультразвукові коливання: понад 20 000 Гц (20 кГц).