1. Приведите примеры колебательных движений. 2. Что называется механическими колебаниями? 3. Какие колебания называются свободными? 4. Какие системы называются колебательными? 5. Что называется амплитудой колебаний; периодом колебаний; частотой колебаний? В каких единицах измеряется каждая из этих величин? 6. Какая математическая зависимость существует между периодом и частотой колебаний? 7. Как зависят частота и период свободных колебаний от длины нити? 8. Какие колебания называются собственными? 9. Какие колебания называются гармоническими? 10. Что называется математическим маятником? При каких условиях реальный нитяной маятник будет совершать колебания, близкие к гармоническим? 11. Какую величину называют фазой колебаний? 12. Приведите пример колеблющихся тел в одинаковых фазах, противоположных фазах. 13. Какие превращения энергии происходят при колебаниях? 14. Что называют вынужденными колебаниями? 15. Какое явление называют резонансом? 16. Приведите примеры механического резонанса. 17. В каких случаях резонанс может быть полезным, а в каких — вредным? 18. Что называется волнами? Что такое упругие волны? Приведите пример волн, не относящихся к упругим волнам. 19. Какие волны называются продольными; поперечными? 20. Какие волны — поперечные или продольные — являются волнами сдвига; волнами сжатия и растяжения? 21. Почему поперечные волны не распространяются в жидких и газообразных средах? 22. Что называется длиной волны? По каким формулам можно рассчитать длину волны и скорость распространения волн? 23. Что является источником звука? Что называют звуком? 24. Механические колебания каких частот называются звуковыми и почему? 25. Какие колебания называются ультразвуковыми; инфразвуковыми? 26. Что называют музыкальным тоном; шумом? 27. Чем определяется громкость звука? 28. От чего зависит высота звука? 29. Что называют эхом?

Примеры колебательных движений:

• Колебания маятника.

• Колебания струны в музыкальных инструментах.

• Колебания кузова автомобиля при движении по неровной дороге.

• Колебания пружины при отклонении от положения равновесия.

Механические колебания — это периодические изменения положения тела или системы тел относительно положения равновесия, которые происходят за счет силы, возвращающей систему в равновесное положение. Механические колебания могут происходить в различных системах, например, в пружинах, маятниках или воздухе.

Свободные колебания — это колебания, происходящие в системе без внешнего воздействия после того, как система была отклонена от положения равновесия. Частота и амплитуда таких колебаний определяются свойствами самой системы, такими как масса и жесткость.

Колебательными системами называются системы, которые могут совершать колебания. Это могут быть механические системы (например, маятники, пружины), электрические цепи или даже атомные системы.

Амплитуда колебаний — это максимальное отклонение от положения равновесия. Измеряется в метрах (м) или других единицах длины.
Период колебаний — это время, за которое совершается одно полное колебание. Измеряется в секундах (с).
Частота колебаний — это количество полных колебаний, совершаемых системой за единицу времени. Измеряется в герцах (Гц).
Существуют такие зависимости: частота $f = \frac{1}{T}$, где $T$ — период, а $f$ — частота.

Математическая зависимость между периодом и частотой:
$f = \frac{1}{T}$, где $f$ — частота, $T$ — период.

Частота и период свободных колебаний зависят от длины нити маятника. Для математического маятника период $T$ пропорционален корню из длины нити:
$T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$, где $l$ — длина нити, $g$ — ускорение свободного падения.

Собственные колебания — это колебания, которые происходят в системе без внешнего воздействия и с характерной для этой системы частотой, называемой собственной частотой.

Гармонические колебания — это колебания, в которых отклонение от положения равновесия меняется по синусоидальному закону во времени. Эти колебания характеризуются постоянной частотой и амплитудой.

Математический маятник — это идеализированная модель маятника, для которой предполагается отсутствие трения и сопротивления воздуха, а движение происходит в одной плоскости. Реальный нитяной маятник будет совершать колебания близкие к гармоническим, если угол отклонения от положения равновесия будет малым.

Фаза колебаний — это величина, характеризующая положение тела в процессе его колебания, относительно начала отсчета времени. Фаза изменяется от 0 до $2\pi$ за период.

Примеры колеблющихся тел в одинаковых фазах и противоположных фазах:

Превращения энергии при колебаниях:
В процессе колебаний происходит переход энергии из потенциальной в кинетическую и наоборот. Например, в пружинном маятнике энергия сначала накапливается в виде потенциальной (в момент максимального отклонения), затем превращается в кинетическую, когда маятник проходит через равновесие.

Вынужденные колебания — это колебания, которые происходят в системе под действием внешней периодической силы. Эта сила заставляет систему колебаться с определенной частотой.

Резонанс — это явление, при котором амплитуда колебаний системы значительно увеличивается, если частота внешнего воздействия совпадает с собственной частотой системы.

Примеры механического резонанса:

Резонанс может быть полезным или вредным:

Волны — это распространение колебаний через материю или пространство.
Упругие волны — это волны, которые распространяются в упругих средах, где частицы среды колеблются вокруг положения равновесия. Пример: звуковые волны в воздухе.
Неупругие волны: например, световые волны или радиоволны, которые не требуют среды для распространения.

Продольные волны — это волны, в которых частицы среды колеблются вдоль направления распространения волны (например, звуковые волны).
Поперечные волны — это волны, в которых частицы среды колеблются перпендикулярно направлению распространения волны (например, световые или водяные волны).

Волны сдвига — это поперечные волны, такие как световые волны.
Волны сжатия и растяжения — это продольные волны, такие как звуковые волны.

Поперечные волны не распространяются в жидких и газообразных средах, так как в этих средах отсутствует упругость, необходимая для передачи поперечных колебаний. Волны в жидкостях и газах являются продольными.

Длина волны — это расстояние, которое волна проходит за один полный цикл колебаний.
Формулы для расчета длины волны и скорости распространения волн:
$\lambda = \frac{v}{f}$, где $\lambda$ — длина волны, $v$ — скорость волны, $f$ — частота.

Источник звука — это тело, которое совершает колебания, передающие механические волны в среду, такие как колебания струны, мембраны или воздуха.
Звук — это механические колебания, распространяющиеся через среду и воспринимаемые слухом.

Звуковыми называются механические колебания в диапазоне частот от 20 Гц до 20 000 Гц, так как именно эти частоты воспринимаются человеческим ухом.

Ультразвуковыми называются колебания с частотой выше 20 000 Гц, а инфразвуковыми — ниже 20 Гц.

Музыкальный тон — это звук с определенной частотой, который воспринимается как гармоничный.
Шум — это звуковые колебания с нерегулярной частотой, часто имеющие широкий спектр частот.

Громкость звука определяется амплитудой колебаний. Чем больше амплитуда, тем громче звук.

Высота звука зависит от частоты колебаний: чем выше частота, тем выше звук.

Эхо — это отражение звуковой волны от поверхности, которое возвращается к слушателю с задержкой, что позволяет различать исходный звук и его отражение.