Колебания — движения, которые точно или приблизительно точно повторяются с течением времени. Если колебания повторяются через равные промежутки времени, то они называются периодическими.

Период колебаний — наименьший промежуток времени, через который движение повторяется.

Колебания называются свободными, если происходят благодаря начальному запасу энергии системы.

Характеристики колебательного движения

На примере колебаний пружинного маятника рассмотрим характерные точки и параметры колебательного движения.

О — положение равновесия; в этом положении пружина не растянута. В процессе колебаний тело проходит положение равновесия по инерции, в этой точке скорость тела наибольшая, а сила и ускорение равны нулю.

Смещение — отклонение тела от положения равновесия; обозначается x.

Амплитуда — наибольшее отклонение от положения равновесия; обозначается А.

В процессе колебательного движения на тело всегда (кроме точки О) действует сила, направленная к положению равновесия. Эта сила и заставляет тело колебаться, а движение повторяться. В случае пружинного маятника это сила упругости пружины.

В случае математического маятника это равнодействующая сил тяжести и натяжения нити.

За время, равное периоду колебаний, тело проходит путь в 4 амплитуды.

Частота колебаний — количество колебаний в единицу времени. 

Фаза колебаний — величина, характеризующая текущее состояние и положение маятника.

На рисунках показаны маятники, колеблющиеся в противоположных фазах; в одинаковых фазах; с некоторым сдвигом фаз.

Таким образом, колебательное движение характеризуется амплитудой, частотой (или периодом) и фазой.