Лекція 9
6.1. Вільні незгасаючі гармонічні коливання
6.1.1. Загальні відомості про коливання
Коливальним процесом називається усякий регулярний або майже регулярний процес, у якому усяка фізична величина набуває однакових або майже однакових значень через рівні або майже рівні проміжки часу.
Теорія коливань вивчає коливальні рухи різної фізичної природи загальними методами. Встановлені закономірності, які характеризують коливальний процес вцілому незалежно від природи фізичних величин, що здійснюють коливання.
Коливання виникають тоді, коли системі, здатній виконувати коливальний рух надається енергія. По фізичній природі коливання можуть бути:
1. механічні(коливання моста, корабля, маятника, струни, коливання густини повітря при розповсюдженні в ній хвиль);
2. електромагнітні(коливання напруженості електричного і магнітного полів в електромагнітних хвилях);
3. електромеханічні(коливання мембрани телефону);
4. хімічні(коливання концентрації реагуючих речовин при протіканні періодичних хімічних реакцій).
Швидкість зміни стану, що повторюється характеризується частотою коливань – кількість коливань за одиницю часу 
.
По механізму виникнення і протікання, коливання розділяються на вільні, вимушені, автоколивання.
Вільні коливання здійснює система, що представлена сама собі після порушення рівноваги дією зовні(математичний маятник).
Вимушені – коливання, що виникають в коливальній системі під дією змінної зовнішньої системи, наприклад, коливання механічних конструкцій під дією змінної сили.
Автоколивання – незатухаючі коливання, які можуть існувати в якій-небудь системі при відсутності змінної зовнішньої дії, причому амплітуда і період коливань відповідають властивостям самої системи, наприклад, маятник годинника, коливання струни смичкових інструментів.
По формі і характеру протікання коливання розділяються на прості і складні.
Простими є гармонічні коливання, що здійснюються за законом синуса або косинуса; ті, при яких фізична величина змінюється протягом часу за законом синуса або косинуса.
Гармонічні коливання займають важливе місце за двох обставин:
- у природі дуже часто зустрічаються коливання по формі, близькій до гармонічних коливань
- періодичні процеси іншої форми можуть бути представлені як накладання декількох гармонічних коливань
