Если потерями энергии на трение пренебречь нельзя, то колебания будут затухать со временем.

Затухающими называются колебания, амплитуда которых уменьшается со временем.

Чем больше сила сопротивления движению, тем быстрее затухают колебания. Поэтом при колебаниях в воде амплитуда уменьшается быстрее, чем при колебаниях в воздухе.

Свободные колебания всегда затухающие, так как начальный запас энергии в конце концов будет потрачен на преодоление трения.

Чтобы колебания не затухали, им нужно компенсировать потерянную энергию.

Вынужденные колебания

Колебания, совершаемые под действием внешней периодической силы, называются вынужденными.

Колебания качелей будут продолжаться без затухания, если каждый такт их немного подталкивать в направлении движения.

Внешнюю, периодически изменяющуюся силу, называют вынуждающей силой.

Частота установившихся вынужденных колебаний равна частоте вынуждающей силы.

Резонанс

Случались ситуации, когда мост в непогоду вдруг начинал сильно раскачиваться и мог даже разрушиться.

Это может произойти в случае, когда частота порывов ветра совпала или приблизилась к частоте собственных колебаний моста.

Это же явление заставляет сильнее раскачиваться маятник, если на него воздействовать с частотой, близкой к частоте собственных колебаний (средний маятник).

График зависимости результурующей амплитуды вынужненных колебаний от частоты вынуждающей силы имеет максимум на частоте, равной частоте собственных колебаний.

Явление резкого увеличения амплитуды вынужденных колебаний при совпадении частот вынуждающей силы и собственных колебаний маятника называется резонансом.

Амплитуда колебаний при резонансе будет максимальной, когда частота вынуждающей силы совпадает с частотой собственных колебаний.

Явление резонанса может наблюдаться только при вынужденных колебаниях.