Номер 3, страница 12 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

3. Какие колебания называются гармоническими?

3. Какие колебания называются гармоническими?

Гармоническими колебаниями называют такой вид колебаний, при котором физическая величина (например, смещение, скорость, напряжение) изменяется с течением времени по закону синуса или косинуса. Это самый простой и фундаментальный тип колебаний.
Математически гармонические колебания описываются уравнением:

$x(t) = A \cos(\omega t + \phi_0)$

или эквивалентным ему уравнением с синусом:

$x(t) = A \sin(\omega t + \phi_1)$

В этих формулах:

- $x(t)$ — значение колеблющейся величины (например, смещение) в момент времени $\text{t}$.
- $\text{A}$ — амплитуда колебаний, то есть максимальное значение отклонения от положения равновесия.
- $\omega$ — циклическая (угловая) частота, которая связана с периодом колебаний $\text{T}$ и обычной частотой $\nu$ соотношениями $\omega = 2\pi / T = 2\pi\nu$.
- $(\omega t + \phi_0)$ — фаза колебаний, определяющая состояние системы в данный момент времени $\text{t}$.
- $\phi_0$ (или $\phi_1$) — начальная фаза, значение фазы в начальный момент времени ($t=0$).

Гармонические колебания возникают в системах, где возвращающая сила, стремящаяся вернуть тело в положение равновесия, прямо пропорциональна смещению из этого положения и направлена в противоположную сторону (например, колебания груза на идеальной пружине по закону Гука). Любой сложный периодический процесс можно представить как сумму нескольких гармонических колебаний с разными частотами и амплитудами.

Ответ: Гармоническими называются колебания, при которых физическая величина изменяется со временем по закону синуса или косинуса, т.е. описывается уравнением вида $x(t) = A \cos(\omega t + \phi_0)$.