Периодическое движение
Периодическое движение — это движение, при котором состояние тела или системы полностью повторяется через одинаковые промежутки времени. Повторяться должны не только координаты, но и другие физические величины, например скорость и направление движения.
Периодическое движение может быть повторяющимся по окружности, вращательным, колебательным или другим. Колебательное движение является частным случаем периодического: тело движется около положения равновесия и возвращается к прежнему состоянию. Однако не всякое периодическое движение является колебанием: равномерное движение по окружности периодично, но тело не движется взад и вперёд около положения равновесия.
Период и число повторений
Если за время \(t\) движение повторилось \(N\) раз, то период равен времени одного полного повторения. Чем больше повторений происходит за одну секунду, тем меньше период. Величину, показывающую число повторений в единицу времени, называют частотой.
Для частоты и периода справедлива связь \(ν=\frac{1}{T}\). Важно рассматривать именно полное повторение состояния: для колеблющегося тела возврат в исходную координату ещё не всегда означает завершение периода, если скорость направлена иначе.
Колесо делает \(120\) полных оборотов за \(60\) с. Один оборот соответствует одному повторению состояния, поэтому \(N=120\), а \(T=\frac{60}{120}=0{,}5\) с. Частота вращения равна \(ν=2\) Гц.
Периодическое движение — это общий вид движения с повторением состояния. Период колебаний — период именно колебательного движения. Кроме того, период не равен частоте: при увеличении частоты период уменьшается.
Тело совершает 5 полных повторений за 10 с. Чему равен его период?
Главное
- Периодическое движение повторяет состояние системы через равные промежутки времени.
- Период \(T\) — наименьшее время одного полного повторения; \(T=\frac{t}{N}\).
- Период и частота взаимно обратны: \(ν=\frac{1}{T}\); колебательное движение является частным случаем периодического.