Svārstību kustība un tās radītie viļņi bieži sastopami dabā un tehnikā. Svārstās tilti pa to braucošu vilcienu iedarbības rezultātā, svārstās rotējošas mašīnas vārpstas un lidojošu lidmašīnu detaļas, dreb ēku daļas lielās pilsētās utt. Tie ir kaitīgu mehānisku svārstību piemēri, pret kuriem cīnās tehnika. Svārstās dažāda veida svārsti pulksteņos un citos mehānismos. Tie ir mehānisko svārstību izmantošanas piemēri cilvēku labā.
Lielumi, kas raksturo svārstībā esošo punkta acumirklīgo stāvokli
Svārstību kustības periods, frekvence un amplitūda nedod nekādu priekšstatu par to, kur atrodas svārstībā esošais punkts dotajā laika momentā un kādā virzienā tas kustas. Tādēļ ir doti lielumi, kas raksturotu svārstībā esoša materiāla punkta acumirklīgo stāvokli
Lielumu, kas nosaka svārstībā esoša punkta stāvokli attiecībā pret līdzsvara stāvokli dotajā laika momentā, sauc par novirzi. Novirzi apzīmē ar x, un to mēra ar attālumu no punkta stabilā līdzsvara stāvokļa līdz tā stāvoklim dotajā laika momentā.
Svārstībā esošā punkta novirze nemitīgi mainās. No amplitūdas un novirzes definīcijas var secināt, ka vislielākā/ maksimālā novirze ir vienāda ar svārstību amplitūdu.
Svārstībā esoša punkta kustības virzienu dotajā laika momentā nosaka ar svārstību fāzi. Par svārstību fāzi sauc skaitli, kas rāda, kāda perioda daļa pagājusi no svārstību sākuma momenta līdz dotajam momentam.
Harmonisko svārstību vienādojums
Formulu, kas nosaka svārstībā esošā punkta novirzi dotajā laika momentā, sauc par svārstību kustības vienādojumu.
Formula (a) ir harmonisko svārstību vienādojums. Ievietojot tajā φ izteiksmes no formulām (b), (c) un (d), iegūstam harmonisko svārstību vienādojumu, izteiktu attiecīgi ar leņķisko frekvenci, periodu un frekvenci.
Attālumu, par kādu izplatās svārstību kustība vidē viena perioda laikā, sauc par viļņa garumu. Viļņa garumu apzīmē ar grieķu burtu λ (lambda).
Viļņa garumus var definēt arī savādāk. Par viļņa garumu sauc īsāko attālumu starp skrejviļņa tuvākajiem punktiem, kuriem ir vienādas svārstību fāzes.
Ja izvēlas noteiktu virzienu, kurā pārvietojas vilnis, tad attālums starp punktiem ar vienādām fāzēm vienmēr satur veselu skaitu viļņa garumu jeb pāra skaitu pusviļņu. Attālums starp jebkuriem diviem punktiem, kam ir pretējas fāzes, satur nepāra skaitu pusviļņu.
…
