Понятие о колебательном движении
Наши звуковые ощущения (звуки, шумы) вызываются воздействием различных колебательных движений на орган слуxa.
На примере маятника рассмотрим простейшие колебательные движения.
Шарик, укрепленный на нити в точке А, будет висеть неподвижно, если на него действует только сила земного притяжения.
Но стоит лишь отвести шарик из положения равновесия (точка В) в точку С и затем отпустить его, как равновесие нарушится и маятник начнет совершать колебательные движения. С возрастающей скоростью шарик устремится по дуге СВ, по инерции пройдет точку В и, замедляя движение, дойдет до точки Д. Остановившись на мгновение, шарик начнет обратное движение под влиянием той же силы притяжения, пройдет по инерции точку В и достигнет точки С. Совершилось полное колебательное движение.
В дальнейшем это движение будет продолжаться до тех пop, пока сила трения и сопротивление воздуха постепенно не остановят маятник. Такое колебательное движение называется затухающим.
В маятнике часов, в которых сила трения и сопротивления воздуха преодолевается пружиной или гирей, имеет место другой вид колебательного движения, который называется незатухающим или автоколебательным.
Наибольшее отклонение маятника от положения равновесия, измеряемое дугой ВС (или BD), называется амплитудой. В случае незатухающих колебаний амплитуда СВ равна амплитуде BD, т. е. остается постоянной, а при затухающем колебательном движении ампли-туда постепенно уменьшается и в конце превращается в нуль.
Сумма двух амплитуд называется размахом колебания, а время, необходимое для совершения полного колебательного движения, называется периодом.
В незатухающем и затухающем колебательном движении период остается постоянным (в затухающем колебательном движении постоянство периода объясняется уменьшением скорости колебательного движения). Такие колебательные движения называются периодическими или гармоническими.
Количество полных колебаний, совершаемое маятником в единицу времени (обычно в минуту), называется частотой.
Маятник колеблется под влиянием силы земного притяжения. Колебания звучащих тел происходят под влиянием или их собственной упругости (воздушный столб, металлическая пластинка, деревянный брусок), или под влиянием упругости, полученной путем натяжения тела (струна, мембрана).
Например, если натянутую струну отвести из положения равновесия (рис. 2) и отпустить, то она начнет совершать колебательные движения, которые могут быть затухающими (фортепиано, арфа, - когда струна возбуждается ударом, или щипком) и незатухающими (скрипка, виолончель, - когда струна возбуждается смычком).
Амплитуда струны CD - мала, а поэтому и размах по сравнению с амплитудой и размахом маятника незначителен. Период колебания струны измеряется долями секунды. Частота колебаний звучащих упругих тел несравненно дольше, чем частота колебаний маятника. Слышимая частота изменяется от 16 колебаний в секунду (к/с) до 20000 к/с (приблизительно), в то время как частота колебаний маятника измеряется несколькими колебаниями в минуту. Мы разбирали колебания маятника, чтобы познакомиться с элементами колебательного движения. Конечно, колебания маятника не имеют никакого музыкального значения. Лишь при значительном увеличении частоты (при колебаниях упругих тел) эти отдельные колебания сливаются в нашем сознании, и мы воспринимаем их как новое качество - звук.
Закон паскаля действует вполне замечательно, та - же ситуация - газ (или жидкость) под давлением, давление как и на земле распределяется во все стороны "одинаково", а вот архимедова сила не действует, ведь она появляется от разности давлений на разных участках тела, а эта самая разность появляется за счёт веса жидкости (сила тяжести на неё действует, но опора "уходит из под ног" и веса жидкость при этом не имеет). поэтому сила архимеда в невесомости не действует.
Вже за життя Архімеда навколо його імені створювалися легенди, приводом для яких слугували його вражаючі винаходи, які приголомшували його сучасників. Існує легенда про те, як Архімед прийшов до відкриття, що виштовхуюча сила дорівнює вазі рідини в об'ємі тіла.
Цар Гієрон, що жив 250 років до н.е. доручив йому перевірити чесність майстра, який виготовив золоту корону.
Хоча корона важила стільки, скільки було відпущено на неї золота, цар запідозрив, що вона виготовлена зі сплаву золота з іншими, більш дешевими металами. Архімеду було доручено дізнатися, не ламаючи корони, чи є в ній домішка.
Достовірно невідомо, яким методом користувався Архімед, але існує така легенда.
Спочатку Архімед визначив, що шматок чистого золота у 19,3 разів важче такого ж об'єму води. Виходить, що щільність золота у 19,3 разів більше щільності води. Архімеду треба було знайти щільність речовини корони. Якщо ця щільність виявилася б більше щільності води не у 19,3 разів, а в менше число разів, отже, корона була виготовлена не з чистого золота.
Зважити корону було легко, але як знайти її об'єм, адже корона була дуже складної форми. Багато днів мучило Архімеда це завдання. І ось одного разу, перебуваючи в лазні, він занурився в наповнену водою ванну, і його раптово осяяла думка, що дала розв'язання завдання.
Радісний і збуджений своїм відкриттям, Архімед вигукнув: «Еврика! Еврика!», Що означає: «Знайшов! Знайшов!»
Архімед зважив корону спочатку в повітрі, потім у воді. За різницею у вазі він розрахував виштовхуючу силу, рівну вазі води в об'ємі корони. Визначив потім об'єм корони, він зміг обчислити її щільність, а, знаючи щільність, дати відповідь на питання царя: чи немає домішок дешевих металів у золотій короні? Щільність речовини корони виявилася менше щільності чистого золота. Тим самим майстер був викритий в обмані.
Ні