המגוון של תהליכי oscillatory שמקיפים אותנו כל כך הרבה שהוא מפתיע - ויש משהו שלא משתנה?בקושי, שכן גם אובייקט די מקרקעין, אומר אבן, שהוא אלפי שנים היא עדיין, עדיין נעה תהליכים - מעת לעת מתחממת במהלך היום, הגדלת, ובלילה מתקרר ומתכווץ.והדוגמא הקרוב ביותר - העצים והענפים - החל ללא לאות כל חייו.אבל - אבן, עץ.ואם אתה רק הראש נע מבניין קומות 100 רוח?זה ידוע, למשל, שהחלק העליון של מגדל הטלוויזיה Ostankino החורג למעלה ולמטה כדי 5-12 מטרים, גם, מטוטלת דבר גובה של 500 מ '. וככל עלייה בגודל של בנייה כזו של שינויי הטמפרטורה?כאן אפשר לסווג ובנייני רטט ומכונות.רק יחשוב, המטוס שבו אתם נוסעים, ברציפות משתנה.אל תשנה את דעתך לטוס?אין צורך, כי התנודות - היא המהות של העולם הסובב אותנו, שאי אפשר להיפטר מהם - הם יכולים רק לקחת בחשבון וליישם "טוב ל."
כרגיל, המחקר של האזורים המורכבים ביותר של ידע (ופשוט לא קורים הם) מתחיל במבוא למודל פשוט.ויש מודל פשוט וברור לתפיסה של תהליך רטט ממטוטלת.זה היה כאן, במחקר של פיסיקה, בפעם הראשונה שאנו שומעים את הביטוי הזה מסתורי - ". תקופה של תנודה של מטוטלת פשוטה"מטוטלת - החוט ועומס.ומה כל כך מיוחד עבור המטוטלת - מתמטיקה?והכל מאוד פשוט, מטוטלת זה צפוי כי יש לו את החוט אין משקל, inextensible, והעניין מהותי משתנה בהשפעת כוח הכבידה.העובדה היא, כי בדרך כלל, בהתחשב בתהליך, למשל, רעידות לא יכולות להיות חשבון מלא לחלוטין של המאפיינים הפיזיים כגון משקל, גמישות, וכו 'כל המשתתפים בניסוי.באותו הזמן, את ההשפעה של חלק מהם על התהליך היא זניחה.לדוגמא, אפריורי, ברור כי המשקל והגמישות של מטוטלת החוט בתנאים מסוימים, אין להם השפעה ניכרת על תקופה של תנודה של מטוטלת פשוטה הוא זניח, ולכן ההשפעה היא תישקל בחיוב.קביעת
של תקופת תנודה של המטוטלת, אולי הפשוטה ביותר של ידוע היא זה: התקופה - הזמן שבו ביצע תנודה אחת מלאה.בואו לעשות סימן באחת מהנקודות הקיצוניות של תנועת מטענים.עכשיו, בכל פעם לנקודה סגורה, אנחנו עושים לספור את מספר תנודות מלאים ולב הזמן, אומרים, 100 תנודות.כדי לקבוע את משך התקופה היא פקיעה.אנו מבצעים ניסוי זה לנדנוד באותו המישור של המטוטלת במקרים הבאים:
- משרעת ראשוני שונה;
- משקל עומס שונה.
אנחנו מקבלים תוצאות מרהיבות במבט ראשון: בכל המקרים, תקופת התנודה של מטוטלת פשוטה נותרת ללא שינוי.במילים אחרות, משרעת הראשונית וההמוני של נקודה מהותית בתקופה אין כל השפעה.לדיון נוסף יש רק חסרון אחד - כיגובה עומס בזמן נהיגה שינוי, והכח מחזיר לאורך משתנה הנתיב, שהוא לא נוח לחישובים.רימה מעט - את המטוטלת היא עדיין בכיוון הרוחבי - הוא מתחיל לתאר משטח חרוטי, התקופה T סיבוב נשארת זהה, מהירות תנועה בV המעגל - היקף קבוע לאורך שS = 2πr העומס, כוח מחזיר מופנה רדיאלית.
אז לחשב את התקופה של תנודה של מטוטלת פשוטה: = S
T / L
= 2πr / V V אם אורכו של החוט הוא גדול יותר באופן משמעותי מהעומס (לפחות 15-20 פעמים), ואת הזווית של החוט קטנה (אמפליטודות קטנות), ניתן להניח כי כוח ההחזר P שווה לF כוח צנטריפטלי:
P = F = m * V * V / r
מצד השני, הזמן של הכוח ורגע השחזור של אינרציה של העומס שווה, ולאחר מכן
P * L = R * (* ז מ '), מה שמרמז לוקחים בחשבון שP = F, המשוואה הבאה: R * מ' * גר '/ ליטר = * מ' * נ נ / R
די קל למצוא את המהירות של המטוטלת: נ '= R * √g / ליטר.
ועכשיו זוכר את הביטוי הראשון לתקופה ומהירות תחליף:
T = 2πr / R * √g / ליטר
לאחר שינויי טריוויאלי הנוסחה של תקופת התנודה של מטוטלת פשוטה בצורתו הסופית נראית כמו:
T = 2 π √l / תוצאות עכשיו מוקדם יותר ניסיוניות גרם
השיגו עצמאות, תקופה של תנודה של משקל המטען ומשרעת אושרו בצורה אנליטית ולא נראות כל כך "מדהים", כמו שאומרים, כנדרש.
בנוסף, בהתחשב בביטוי האחרון לתקופה של תנודה של מטוטלת פשוטה, אתה יכול לראות הזדמנות מצוינת כדי למדוד את תאוצת כובד.זה מספיק כדי להרכיב מטוטלת התייחסות בכל מקום בעולם, וכדי למדוד את התקופה של התנודה שלה.אז, די במפתיע, מטוטלת פשוטה וברורה נתנה לנו הזדמנות מצוינת ללמוד על חלוקת הצפיפות של קרום כדור הארץ, עד לחיפוש מרבצי מחצבי אדמה.אבל זה כבר סיפור אחר.
