Глава 2. Механические колебания и волны

Модель 2.5.  Вынужденные колебания

Модель демонстрирует вынужденные колебания груза на пружине. Изменяющаяся по гармоническому закону внешняя сила приложена к свободному концу пружины. Она заставляет этот конец колебаться по закону y = y_m cos ωt, где y_m – амплитуда колебаний, ω – круговая частота. Внешняя сила начинает действовать на колебательную систему при нажатии кнопки Старт; поэтому компьютерная модель позволяет продемонстрировать не только установившиеся вынужденные колебания, но и процесс установления (переходный процесс).

Можно изменять массу груза m, жесткость пружины k и коэффициент вязкого трения b.

Выводятся графики зависимости от времени координаты и скорости груза и другие параметры колебаний. Показана резонансная кривая. Обратите внимание на то, что установившиеся вынужденные колебания всегда происходят на частоте вынуждающей силы. Резонанс наступает, когда эта частота приближается к собственной частоте колебательной системы.