Гармонические колебания. 
Свободные колебания системы

Колебаниями называются движения или процессы, обладающие той или иной повторяемостью во времени. Примеры колебаний: колебания маятника, колебания закрепленного на пружине грузика, колебание величины заряда конденсатора в колебательном контуре. Колебания называются свободными (или собственными), если они совершаются за счет первоначально сообщенной энергии при последующем отсутствии внешних воздействий на систему. Свободные колебания могут быть, например, гармоническими и затухающими.

Гармонические колебания — это колебания, при которых колеблющаяся величина х изменяется со временем по закону косинуса (либо синуса):

где Л — амплитуда; со — циклическая частота; а — начальная фаза; (со? + а) — фаза. Начальная фаза, а — это значение фазы в начальный момент времени. Амплитуда колебания А — это наибольшее значение колеблющейся величины. При изменении фазы на 2л косинус возвращается к прежнему значению. Время Т одного полного колебания называется периодом колебания. Поскольку соТ = 2тг, то.

Частотой v называют величину, обратную периоду. Единица измерения частоты — герц (Гц), 1Гц=1с ^!. Единица названа в честь немецкого физика XIX в. Генриха Герца. Любопытно, что фамилия Герц в переводе с немецкого означает «сердце», которое бьется с частотой примерно 1 Гц. График гармонического колебания представлен на рис. 5.1.

Рис. 5.1.