La variedad de procesos oscilatorios que nos rodean tanto que es sorprendente - y no es algo que no fluctúa?Difícilmente, ya que incluso objeto bastante inamovible, por ejemplo una piedra, que tiene miles de años sigue siendo, todavía oscila procesos - calienta periódicamente durante el día, lo que aumenta, y por la noche se enfría y se contrae.Y los más cercanos ejemplo - los árboles y ramas - que van incansablemente durante toda su vida.Pero - piedra, madera.Y si sólo la cabeza varió de edificio de una planta 100 viento?Se sabe, por ejemplo, que la parte superior de la torre de televisión Ostankino se desvía hacia arriba y abajo a 5-12 metros, así, nada péndulo altura de 500 m. Y en cuanto a los aumentos en el tamaño de una construcción de los cambios de temperatura, tales?Aquí es posible clasificar y edificios de vibración y maquinaria.Basta pensar, el avión en el que está de viaje, varía continuamente.No cambie su mente a volar?No es necesario, ya que las vibraciones - es la esencia del mundo que nos rodea, es imposible deshacerse de ellos - que sólo se puede tener en cuenta y aplicar "bueno para."
Como de costumbre, el estudio de las áreas más complejas de conocimiento (y simplemente no ocurren) comienza con una introducción a un modelo simple.Y hay un modelo sencillo y claro para la percepción del proceso de vibración de un péndulo.Fue aquí, en el estudio de la física, la primera vez que escucho esta misteriosa frase - "el período de oscilación de un péndulo simple."Pendulum - el hilo y la carga.Y lo que es tan especial para el péndulo - matemáticas?Y todo es muy simple, se prevé que este péndulo que el hilo no tiene peso, inextensible, y el punto de material fluctúa bajo la influencia de la gravedad.El hecho es que por lo general, teniendo en cuenta un proceso, por ejemplo, las vibraciones pueden no ser completamente plenamente en cuenta las características físicas como el peso, la elasticidad, etc.Todos los participantes en el experimento.Al mismo tiempo, el efecto de algunos de ellos en el proceso es insignificante.Por ejemplo, a priori, es evidente que el peso y la elasticidad del péndulo hilo bajo ciertas condiciones, no tienen ningún efecto notable en el período de oscilación de un péndulo simple es insignificante, por lo que el impacto se excluye de la consideración.
Determinación del periodo de oscilación del péndulo, quizás el más simple de lo conocido es la siguiente: el período - el tiempo durante el cual cometió una oscilación completa.Vamos a hacer una marca en uno de los puntos extremos del movimiento de la carga.Ahora, cada vez que un punto está cerrado, lo hacemos contar el número de fluctuaciones completo y tenga en cuenta el tiempo, por ejemplo, 100 vibraciones.Para determinar la duración de un período es muy fácil.Llevamos a cabo este experimento de oscilación en el mismo plano del péndulo en los siguientes casos:
- diferente amplitud inicial;
- diferente peso de la carga.
Conseguimos resultados espectaculares a primera vista: en todos los casos, el período de oscilación de un péndulo simple se mantiene sin cambios.En otras palabras, la amplitud inicial y la masa de un punto material en la duración de ningún efecto.Para una mayor discusión sólo tiene una desventaja - porquealtura de carga cuando se conduce el cambio, y la fuerza de recuperación a lo largo de la variable de ruta, lo cual es un inconveniente para los cálculos.Ligeramente engañado - oscilar el péndulo se encuentra todavía en la dirección transversal - empieza a describir una superficie cónica, el período T de rotación sigue siendo la misma, la velocidad de movimiento en un círculo V - constante circunferencia a lo largo de la cual la carga S = 2pr, una fuerza de restauración está dirigida radialmente.
a continuación, calcular el período de oscilación de un péndulo simple:
T = S / V = 2pr / v
l Si la longitud de la rosca es significativamente mayor que la carga (por lo menos 15-20 veces), y el ángulo de la rosca es pequeña (pequeñas amplitudes), podemos suponer que la fuerza de retorno P es igual a la fuerza centrípeta F:
P = F = m * V * V / R
Por otro lado, el tiempo de la fuerza de recuperación y el momento de inercia de la carga es igual, y luego
P * l = r * (m * g), lo que implica teniendo en cuenta que P = F, la siguiente ecuación: r * m * g / l = m * v * v / r
bastante fácil de encontrar la velocidad del péndulo: v= r * √g / l.
Y ahora recuerdo la primera expresión para el período y la velocidad sustituto:
T = 2pr / r * √g / l
después de los cambios triviales la fórmula del período de oscilación de un péndulo simple en su forma final se parece a:
T = 2 π √l / g
resultados Ahora experimentales obtenidos antes de la independencia, el período de oscilación del peso de la carga y la amplitud se han confirmado en una forma analítica y no parece tan "increíble", como se dice, según sea necesario.
Además, teniendo en cuenta la última expresión para el período de oscilación de un péndulo simple, se puede ver una excelente oportunidad para medir la aceleración de la gravedad.Es suficiente para montar un péndulo de referencia en todo el mundo, y para medir el tiempo de su oscilación.Entonces, inesperadamente, un péndulo simple y directo nos ha dado una excelente oportunidad para estudiar la distribución de la densidad de la corteza terrestre, a la tierra de yacimientos minerales de búsqueda.Pero eso es otra historia.
