РУҚА
Задание № 10 · ОГЭ

Собственная частота

Частота, с которой система колеблется сама по себе
2 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Собственная частота — это частота свободных колебаний системы, определяемая её параметрами. Она показывает, сколько полных колебаний система совершает за единицу времени после начального отклонения, если внешнее периодическое воздействие отсутствует.

Собственная частота
Собственная частота \(\nu_0\) — частота, с которой система совершает свободные колебания при заданных значениях своих параметров: массы, жёсткости пружины, длины маятника и других. В идеальной незатухающей системе она постоянна и не зависит от начального отклонения.

Собственная частота связана с периодом \(T_0\) — временем одного полного колебания: чем меньше период, тем больше частота. В угловой форме используют собственную циклическую частоту \(\omega_0\), измеряемую в радианах в секунду.

\(\nu_0\)
собственная частота
Гц
\(T_0\)
собственный период
с
\(\omega_0\)
собственная циклическая частота
рад/с

Формулы

\[\nu_0=\frac{1}{T_0},\qquad \omega_0=2\pi\nu_0=\frac{2\pi}{T_0}\]1

Для пружинного маятника с грузом массы \(m\) и жёсткостью пружины \(k\) собственная частота определяется формулой

\[\nu_0=\frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{k}{m}},\qquad \omega_0=\sqrt{\frac{k}{m}}\]2

Следовательно, более жёсткая пружина увеличивает собственную частоту, а большая масса уменьшает её. Для математического маятника малой амплитуды собственная циклическая частота равна \(\omega_0=\sqrt{\frac{g}{l}}\): она зависит от ускорения свободного падения и длины маятника.

№
Пример

Пружина с жёсткостью \(k=100\ \text{Н/м}\) соединена с грузом массой \(m=1\ \text{кг}\). Тогда \(\omega_0=\sqrt{100}=10\ \text{рад/с}\), а \(\nu_0=\frac{10}{2\pi}\approx1{,}6\ \text{Гц}\). За одну секунду система совершает примерно 1,6 колебания.

Проверь себя

Как изменится собственная частота пружинного маятника, если массу груза увеличить в 4 раза?

!
Не путайте

Собственная частота принадлежит самой системе и определяется её параметрами. Частота вынужденных колебаний задаётся внешним периодическим воздействием и может отличаться от собственной. При их совпадении возникает резонанс, но резонанс не является собственной частотой.

Главное за минуту

Главное

  • Собственная частота — частота свободных колебаний системы.
  • Она связана с периодом: \(\nu_0=1/T_0\).
  • Для пружинного маятника \(\nu_0=\frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{k}{m}}\); жёсткость повышает частоту, масса понижает её.