Att lära pendeln - svängningsfrekvens

click fraud protection

parametrar för oscillerande processer är välkända fysikaliska begrepp - amplituden och perioden.Samtidigt, av fluktuationer förstå iterativ process av periodiska förändringar lag i en fysisk kvantitet om dess medelvärde eller noll.Låt oss säga att denna lag har en sinusformad karaktär.Så, om funktionen av F (x) uttrycks genom formen F (x) = K * sin (x), vi har just en sådan oscillerande funktion, som minns, upp och ner, upp och ner ...

ta påkartlägga en viss funktion, i princip, några, värde på Y-axeln, y1 betecknar det, och som rör sig längs X, hitta nästa punkt y2 med ett värde av y1.Om nu för X, ur v2 skjuta intervall lika med T = (Y2 - Y1), vi fattar poängen v3 och kommer att vara lika med Y1 och Y2.Formen på kurvan mellan de två punkterna exakt upprepas i alla efterföljande intervall är lika med T. Sålunda fann vi en parameter T för det förfarande som beskrivs av formeln F (x) = K * sin (x), som har en anmärkningsvärd egenskap: argumentet X till inomT för att ändra funktionen F (x) över hela området av dess värden.Eftersom förändringar i X-axeln obegränsad tid, med andra ord, antalet cykler t obestämd tid mycket, ha cyklisk, dvs.Jag upprepar, du ändra funktionen.Cykeln T kallas svängningsperioden och mäts i sekunder.Men tekniken är mer vanligt att använda en måttenhet som kallas svängningsfrekvensen, betecknad F och den beräknade f = 1 / T, en enhet det kallas hertz (Hz).Frekvensen av en Hz - är en svängning per sekund.

Vi är omgivna av "häpnadsväckande" världen.Fluktuationer - det låter, den elektriska strömmen i ledningarna, vibrationsmekanism, ljuset, tidvatten, rotationen av planeterna och ... inte räkna dem bland dessa svängningar.Alla av dem har en ganska konventionell gränserna för sin frekvens, säger "en fluktuation intervall."Till exempel, oscillationsfrekvensen mänskliga hörselfrekvenser ljud - från 16 Hz till 20 kHz (1 kHz = 1000 Hz) och frekvensområdet av ljud talade språket ligger i intervallet 100 till 4000 Hz.Ett välkänt faktum att inte alla människor hör hela skalan av ljud - för många 12-15 kHz redan inom hörhåll.Tekniken tillämpar ultraljudsvibrationer 100, 200 kHz och uppåt.Mekanismens detaljer kan variera inom ett brett område av frekvenser - och dela Hz och tiotals kHz.Men de flesta har ett brett utbud av elektromagnetiska vågor - från aktier och många tusen miljoner Hz.I det här avsnittet av den globala spektrum av ljusvågor är ganska liten, men att de uppfattas av våra organ vision.Olika svängningsfrekvens i spektrumet av ljusvågor bestämmer färgen på synligt ljus - från rött till violett.

Men tillbaka till "ruta ett."Mycket ofta är det lämpligt att använda en något modifierad enheter.Denna lösning kan förenkla många formler och göra dem mer synliga.Och detta beror på det faktum att de sinussvängningsfunktionerna antyder möjligheten att använda variabler i måttenheter vinklar - radianer eller grader.Men på samma gång, vid beräkningen av "kryper" konstant 2π, som tillsammans med frekvensen som finns i många matematiska uttryck.Då bestämde de att införa en modifierad måttenhet frekvens och gav den namnet "cyklisk svängningsfrekvens."Kärnan i denna enhet är att dess frekvens bestäms av antalet svängningar under de 2 * Tt sekunder, dvs.,6,28 sek.Cyklisk kurs som beräknas av formeln ω = 2 * π * f.Tillhör den cykliska frekvensen uttrycks av dess måttenhet - radianer per sekund.

oscillerande system har fortfarande vissa parametrar som kännetecknar hennes personlighet.Svara på vår gamla goda pendeln och något högtidligt, ge den till staten för oscillerande processen - tick tock, tick-tock.Det är tillräckligt för att driva honom en gång ... ensam.Vad kommer vi att se?En pendel svänger tillräckligt länge utan ytterligare tillämpning av kraft, dess svängningsfrekvens inte ändras, och amplituden minskar gradvis, på grund av friktionskrafter i faktiska enheter.Sådana svängningar, då han efter att initiera en tryckrörelse av en pendel eller något annat svängande systemet, bara bestäms av dess parametrar, kallade sitt eget.Om vi ​​antar att när bromskraft är noll, och det är ganska enkelt - allt är i våra händer, sådan pendel, är det en matematisk, kommer det att svänga för evigt, och tiden svängnings kan beräknas från den kända, som redan har blivit en klassiker, formeln - C = 2* π * √ l / g.

Från sin analys kan vi dra en viktig slutsats: egenfrekvensen hos pendeln bestäms endast av de interna parametrar i systemet - längden på tråden och storleken på accelerationen av jordens gravitation.