Сборник задач и методические указания к практическим занятиям по физике часть III колебания, волны, оптика

ТЕМА № 10 
МЕХАНИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ 
Контрольные вопросы: 
1. Какие колебания называются затухающими? Почему происходит 
затухание? В чем заключается физический смысл коэффициента затухания, 
как он определяется? Как выражается частота затухающих колебаний? Как 
изменяется амплитуда свободных (затухающих) колебаний? 
2. Какие колебания называются вынужденными? Как определяется их 
амплитуда? Чему равен сдвиг фаз между смещением и вынуждающей силой? 
В чем заключается явление резонанса и когда оно возникает? Чему равна 
резонансная частота? 
3. Опишите колебательные процессы, происходящие в колебательном 
контуре без сопротивления. Как меняются мгновенные значения заряда, 
напряжения и тока? Как определяется период собственных электромагнитных 
колебаний в контуре? Как преобразуется энергия в контуре? 
4. Получите дифференциальные уравнения для случая собственных и 
вынужденных колебаний (механических и электрических). 
5. Как меняются заряд, напряжение и сила тока с течением времени в 
случае затухающих колебаний? Чему равен логарифмический декремент 
колебания, в чем его смысл? Что характеризует коэффициент затухания? 
6. Разберите методом векторных диаграмм вынужденные электрические 
колебания. Чему равно максимальное значение тока при вынужденных 
колебаниях? Как связаны между собой максимальные значения напряжения, 
тока, заряда? 
7. В чем заключается резонанс напряжений? Резонанс токов?
Методические указания к решению задач. 
При решении задач на свободные затухающие колебания учитывается, 
что их период зависит от величины коэффициента затухания и больше 
собственного, а частота – соответственно меньше собственной. 
Во многих задачах, когда сопротивление среды незначительно, его 
влиянием на частоту и период пренебрегают 
(
≪
) и рассчитывают эти 
величины слабозатухающих колебаний как для собственных. 
Во многих задачах необходимо выразить логарифмический декремент 
колебаний системы или коэффициент затухания, это достигается, если 
записать выражения для амплитуд колебаний в равные моменты времени, и 
взять отношение этих амплитуд. 
То же относится к электрическим колебаниям, где речь идет об 
отношении амплитудных значений заряда, тока, напряжения. 
При определении параметров электрических колебаний, как и в случае 
механических, сравниваются заданное уравнение колебаний с законом 
изменения соответствующей величины – заряда, напряжения или тока (в 
соответствии с условием задачи). При этом используются связи между 

---

Страница 30 
амплитудными значениями заряда, напряжения и тока, а также частотой и 
периодом. 
В основном же методы решения задач на электромагнитные колебания 
сходны с методами решения задач на механические колебания в силу 
одинаковой структуры уравнений и основных закономерностей. При этом, 
заряд соответствует смещению, индуктивность – массе, емкость – величине, 
обратной коэффициенту квазиупругой силы, омическое сопротивление – 
коэффициенту сопротивления среды.