המשוואה של תנודות הרמוניות וחשיבותה בחקר הטבע של תהליכי oscillatory

click fraud protection

הרמוניות

כולם ביטוי מתמטי.תכונותיהם מתאפיינות בסט של משוואות טריגונומטריות, את המורכבות של אשר נקבעה על ידי מורכבות תהליך התנודה, את המאפיינים של המערכת והסביבה בה הם מתרחשים, כלומר, גורמים חיצוניים המשפיעים על תהליך התנודה.

לדוגמא, במכניקה של תנודה הרמונית הוא תנועה, המתאפיינת ב:

- אופי פשוט;

- לא אחיד;

- תנועה של הגוף הפיזי, המתקיים במסלול סינוס או קוסינוס כפונקציה של זמן.

בהתבסס על מאפיינים אלה, אתה יכול לצמצם את המשוואה של תנודות הרמוניות, שבה יש את הטופס:

x = cos ωt או הסוג של x = ωt חטא, כאשר x - הערך של המקור, ו-- הערך של משרעת הרטט, ω - יחס.

כזה משוואה של תנודות הרמוניות היא חיונית לכל התנודות הרמוניות, אשר דנו בקינמטיקה והמכניקה.ωt מדד

, שנוסחה זו היא בסימן של הפונקציות טריגונומטריות, קורא שלב והיא קובעת את מיקומו של העניין מהותי הרוטט בנקודה מסוימת זו בזמן למשרעת נתון.כאשר בוחן את התנודות המחזוריות של המדד הוא 2n, זה מראה את מספר התנודות מכאניות בתוך מעגל זמן והוא כונה על w.במקרה זה, המשוואה של תנודות הרמוניות מכילה אותו כמדד של תדירות מחזורית (מעגלית).

נחשב על ידינו את המשוואה של תנודות הרמוניות, כפי שכבר צוין, יכול לקחת סוגים שונים, בהתאם למספר גורמים.לדוגמא, כאן היא גרסה.לשקול את משוואת ההפרש של התנודות הרמוניות חופשיות, יש לשקול את העובדה שכולם נוטים ריקבון.הסוגים השונים של תנודות, תופעה זו באה לידי הביטוי בדרכים שונות: לעצור גוף מרגש, ההפסקה של קרינה במערכות חשמל.דוגמא פשוטה מראה ההפחתה של מעשי פוטנציאל הרטט של הפיכתו לאנרגיה תרמית.משוואה נחשבת

היא: d²s / dt² + 2β x DS / DT + ω²s = 0. בנוסחה זו: שניות - הערך של תנודות ערך המאפיין את המאפיינים של מערכת, β - קבוע, המציג את מקדם הנחתה, ω- תדירות מחזורית.שימוש

של נוסחה כזו מאפשר גישה לתיאור של תהליכי oscillatory במערכות ליניאריות עם נקודת מבט אחת, וגם כדי להפוך את התכנון והעיצוב של תהליכי נדנוד ברמה המדעית וניסיונית.

לדוגמא, ידוע כי תנודות דכאו בשלב הסופי של הפסקת קיומה להיות הרמוניות, כלומר הקטגוריות של תדירות וזמן להם להיות פשוט חסרי משמעות ותביעות אינן מוכרות.שיטה קלאסית

ללימוד תנודות הרמוניות מתנד ההרמוני פועלת.בצורתו הפשוטה ביותר הוא מערכת שמתארת ​​משוואת ההפרש של תנודות הרמוניות: DS / DT + ω²s = 0. עם זאת, מגוון רחב של תהליכי oscillatory מוביל לעובדה שיש מספר גדול של מתנדים באופן טבעי.הנה הם סוגים העיקריים:

- מתנד האביב - עומס רגיל, יש מסת m מסוים, שהושעה באביב אלסטי.הוא נע סוג הרמוני, אשר מתוארים על ידי נוסחת F = - kx.

- מתנד הפיזי (מטוטלת) - מוצק, נע סביב ציר סטטי תחת השפעה של כוח מסוים;

- מטוטלת מתמטית (בטבע כמעט אינו מתרחש).זה מערכת מודל אידיאלית בהיקף של גוף פיזי נדנוד, שבו יש מסה מסוימת, שהושעתה על חוט חסר משקל נוקשה.