1. Ruch drgający

Ważną funkcję w przyrodzie pełnią zjawiska powtarzające się w czasie. Przykładami zjawisk regularnie powtarzających się w czasie są na przykład: ruch krzesełka na wirującej karuzeli, ruch huśtawki, tłoka w cylindrze samochodu czy bicie serca. Drgają struny w instrumentach muzycznych, drga grunt podczas trzęsienia ziemi, pracujący młot pneumatyczny. Opiszemy drgania na przykładzie wahadła i sprężyny.

Łatwo zauważyć, że zarówno sprężyna jak i wahadełko, na przemian oddalają się od położenia, w którym znajdowały się przed wprawieniem ich w ruch i przybliżają się do niego. Punkt ten nazywamy położeniem równowagi. Wielkością zmieniającą się z upływem czasu jest odległość kulki od położenia równowagi. Nazywamy ją wychyleniem i będziemy oznaczać literą x.

Kolejną wielkością charakteryzującą badany ruch jest maksymalne wychylenie z położenia równowagi. Możemy bliżej lub dalej odciągnąć sprężynę, odchylić wahadło przed wprawieniem w ruch, co spowoduje, że także w trakcie ruchu kulka będzie się oddalała na większą odległość od punktu równowagi. Maksymalne wychylenie z położenia równowagi (czyli największą wartość x) nazywamy amplitudą i będziemy oznaczać literą A.

Możemy także zmierzyć jak długo trwa jedno drganie. Czas trwania jednego pełnego drgania nazywamy okresem drgań, i będziemy oznaczać literą T.

Znając czas jednego pełnego drgania możemy obliczyć ile drgań ciężarek wykonuje w czasie 1 sekundy. Jeżeli czas jednego drgania wynosi 0,5s, to w czasie 1s ciało wykona dwa drgania, jeżeli T = 2s, to w czasie 1s ciało wykona pół drgania. Wielkość opisującą liczbę drgań wykonywanych przez ciało w czasie 1 sekundy nazywamy częstotliwością i oznaczamy literą f.