-->
|
|
|
Ãëàâà 3. Ýëåêòðîìàãíèòíûå êîëåáàíèÿ è âîëíû § 18. Ñâîáîäíûå ìåõàíè÷åñêèå êîëåáàíèÿÓñëîâèÿ ñóùåñòâîâàíèÿ ñâîáîäíûõ êîëåáàíèé1. Ïî ðàññêàçàì ó÷åíèêîâ Ãàëèëåÿ, âåëèêèé ó÷¸íûé âî âðåìÿ ìåññû îáðàòèë âíèìàíèå íà òî, êàê ðàñêà÷èâàåòñÿ ëþñòðà ïîä ïîòîëêîì Ïèçàíñêîãî ñîáîðà. Ïîñëå ýòîãî îí çàäóìàëñÿ íàä çàêîíîìåðíîñòÿìè êîëåáàòåëüíîãî äâèæåíèÿ è ñòàë èçó÷àòü èõ. Îäíàêî ïðè÷èíîé, ïîáóäèâøåé Ãàëèëåÿ ê èçó÷åíèþ êîëåáàíèé, âïîëíå ìîã ñòàòü è ñîâñåì äðóãîé ýïèçîä, ïîñêîëüêó êîëåáàòåëüíîå äâèæåíèå âñòðå÷àåòñÿ î÷åíü ÷àñòî. Íàïðèìåð, êîëåáëåòñÿ âåòêà äåðåâà, îò êîòîðîé îòòîëêíóëàñü, âçëåòàÿ, ïòèöà; êîëåáëåòñÿ âîäà â ñòàêàíå, êîòîðûé íåñëè, à çàòåì ïîñòàâèëè íà ñòîë. Ñîâåðøàþò êîëåáàíèÿ ìàÿòíèê íàñòåííûõ ÷àñîâ, äåòñêèå êà÷åëè, ñòðóíû ãèòàðû, ðûáîëîâíûé ïîïëàâîê íà ïîâåðõíîñòè âîäû è ò. ä. Íàïîìíèì, ÷òî ìåõàíè÷åñêèìè êîëåáàíèÿìè íàçûâàþò äâèæåíèå, ïðè êîòîðîì òåëî ñìåùàåòñÿ îòíîñèòåëüíî ïîëîæåíèÿ ðàâíîâåñèÿ, îòêëîíÿÿñü îò íåãî òî â îäíó, òî â äðóãóþ ñòîðîíó (ðèñ. 68).
Òàêîå äâèæåíèå âîçìîæíî òîëüêî â ñëó÷àå, åñëè ïðè îòêëîíåíèè òåëà îò ïîëîæåíèÿ ðàâíîâåñèÿ âîçíèêàåò âíóòðåííÿÿ ñèëà, ñòðåìÿùàÿñÿ âåðíóòü åãî â ýòî ïîëîæåíèå. Òàê, íàïðèìåð, êà÷åëè êîëåáëþòñÿ ïîòîìó, ÷òî ïðè èõ îòêëîíåíèè îò ïîëîæåíèÿ ðàâíîâåñèÿ ñèëà òÿæåñòè è ñèëà óïðóãîñòè ñî ñòîðîíû âåð¸âîê, íà êîòîðûõ ïîäâåøåíû êà÷åëè, íàïðàâëåíû ïîä óãëîì äðóã ê äðóãó è ïîýòîìó äðóã äðóãà íå óðàâíîâåøèâàþò. Ðàâíîäåéñòâóþùàÿ ýòèõ ñèë âîçâðàùàåò êà÷åëè â ñîñòîÿíèå ðàâíîâåñèÿ, êîòîðîå îíè ïðîõîäÿò áëàãîäàðÿ èíåðòíîñòè è îòêëîíÿþòñÿ â äðóãóþ ñòîðîíó. Ñëåäóåò ïîä÷åðêíóòü, ÷òî äàæå íàëè÷èå ñèëû, âîçâðàùàþùåé òåëî â ñîñòîÿíèå ðàâíîâåñèÿ, íå ÿâëÿåòñÿ äîñòàòî÷íûì óñëîâèåì âîçíèêíîâåíèÿ êîëåáàíèé: åñëè â ìåõàíè÷åñêîé ñèñòåìå ñèëà òðåíèÿ áóäåò áîëüøå, ÷åì ñèëà, âîçâðàùàþùàÿ òåëî â ñîñòîÿíèå ðàâíîâåñèÿ, òî êîëåáàíèÿ â òàêîé ñèñòåìå íåâîçìîæíû.
Äëÿ òîãî ÷òîáû â êîëåáàòåëüíîé ñèñòåìå ìîãëè âîçíèêíóòü ñâîáîäíûå êîëåáàíèÿ, îíà äîëæíà îáëàäàòü ñëåäóþùèìè ñâîéñòâàìè: — íàëè÷èå ñîñòîÿíèÿ óñòîé÷èâîãî ðàâíîâåñèÿ; — íàëè÷èå âíóòðåííåé ñèëû, âîçâðàùàþùåé ñèñòåìó â ñîñòîÿíèå ðàâíîâåñèÿ; — íàëè÷èå èíåðòíîñòè, áëàãîäàðÿ êîòîðîé îíà íå îñòà¸òñÿ â ñîñòîÿíèè ðàâíîâåñèÿ; — ìàëîå òðåíèå.
|
|
|