At lære pendulet - hyppigheden af ​​svingning

click fraud protection

parametre for oscillerende processer er velkendte fysiske begreber - amplitude og periode.På samme tid ved udsving forstå iterative periodiske law ændringer i en fysisk størrelse omkring sin middelværdi eller nul.Lad os sige, at denne lov har en sinusformet karakter.Så hvis funktion F (x) er udtrykt ved formen f (x) = K * sin (x), har vi netop sådan en oscillerende funktion, som, husk, op og ned, op og ned ...

påtage sigkortlægge en bestemt funktion i princippet enhver, værdi på aksen Y, Y1 betegner det, og bevæger sig langs X, finde den næste punkt y2 til en værdi af y1.Hvis nu til X, fra det punkt v2 udsætte interval lig med T = (y2 - y1), får vi det punkt V3 og vil være lig med Y1 og Y2.Formen af ​​grafen mellem de to punkter nøjagtigt gentaget i alle efterfølgende intervaller svarende til T. Således fandt vi en parameter T for fremgangsmåden beskrevet ved formlen F (x) = K * sin (x), som har en bemærkelsesværdig egenskab: argumentet X inden forT for at ændre funktionen f (x) over hele området af værdier.Da ændringer i X-aksen ubegrænset tid, med andre ord, at antallet af cyklusser T uendelige parti, har en cyklisk, dvs.Jeg gentager, du skifter funktion.Cyklus T kaldte svingningsperioden og måles i sekunder.Men teknikken er mere almindeligt at anvende en måleenhed kaldet oscillationsfrekvens, betegnet f og den beregnede f = 1 / T, en enhed kaldes hertz (Hz).Hyppigheden af ​​1 Hz - er en svingning per sekund.

Vi er omgivet af "svimlende" verden.Udsving - det lyder, den elektriske strøm i ledningerne, vibrationer mekanisme, lyset, tidevandet, rotation af planeter og ... ikke tælle dem blandt disse udsving.Alle af dem har en temmelig konventionelle grænser for deres hyppighed, siger "et udsving interval."For eksempel svingningsfrekvens af menneskelige hørelse frekvenser lyd - fra 16 Hz til 20 kHz (1 kHz = 1000 Hz) og frekvensen lydområde talt sprog ligger i området 100 - 4000 Hz.Et velkendt faktum, at ikke alle mennesker hører hele spektret af lyde - for mange 12-15 kHz allerede inden for hørevidde.Teknikken anvender de ultrasoniske vibrationer 100, 200 kHz og derover.Nærmere oplysninger om mekanismen kan variere i et bredt område af frekvenser - og dele Hz, og snesevis af kHz.Men de fleste har en bred vifte af elektromagnetiske bølger - fra aktier og til mange tusinde millioner Hz.I dette afsnit af den globale spektrum af lys bølger er ganske lille, men at de bliver opfattet af vores organer vision.Forskellige oscillationsfrekvens i spektret af lysbølger bestemmer farven af ​​synligt lys - fra rødt til violet.

Men tilbage til "udgangspunktet".Meget ofte er det bekvemt at anvende en let modificeret enheder.Denne løsning kan forenkle mange formler og gøre dem mere synlige.Og dette skyldes det faktum, at de sinussvingninger funktioner antyder muligheden for at anvende variabler i måleenheder vinkler - radianer eller grader.Men på samme tid, i beregningen af ​​"kryber" konstant 2π, der sammen med den hyppighed findes i mange matematiske udtryk.Så besluttede de at indføre en modificeret måleenhed for frekvens og gav det navnet "cykliske frekvens svingning."Essensen af ​​denne enhed er, at dens frekvens er bestemt af antallet af svingninger i løbet af 2 * Tr sekunder, dvs.6,28 sek.Cyklisk sats beregnes ved formlen ω = 2 * π * f.Tilhører den cykliske frekvens udtrykkes ved sin måleenhed - radianer per sekund.

oscillerende system har stadig nogle parametre, der kendetegner hendes personlighed.Tage vores gode gamle pendul og lidt højtidelig, give den til tilstanden af ​​oscillerende proces - tik-tak, tik-tak.Det er nok til at skubbe ham én gang ... ladt alene.Hvad vil vi se?Et pendul svinger længe nok uden yderligere anvendelse af kraft, er dens svingning hyppigheden ikke ændre sig, og amplituden aftager gradvist på grund af friktionskræfter i faktiske enheder.Sådanne udsving, når, efter initiering en push bevægelse af et pendul eller et andet oscillerende system kun er bestemt af dens parametre, kaldet hans egen.Hvis vi antager, at mens bremseevne er nul, og det er ganske simpelt - alt er i vores hænder, sådan et pendul, er det en matematisk, vil det svinge evigt, og svingningsperioden kan beregnes ud fra den kendte, som allerede er blevet en klassiker, formlen - C = 2* π * √ l / g.

Fra sin analyse, vi kan trække en vigtig konklusion: den naturlige frekvens af pendulet bestemmes kun af de interne parametre i systemet - længden af ​​tråden og størrelsen af ​​accelerationen af ​​Jordens tyngdekraft.