למידת המטוטלת - התדירות של תנודה

click fraud protection

הפרמטרים

של תהליכי oscillatory הם מושגים פיזיים ידועים - משרעת ותקופה.במקביל, על ידי תנודות להבין את התהליך איטרטיבי של שינויים תקופתיים חוק בכמות פיזית על הממוצע או אפס.בואו נגיד שיש חוק זה אופי סינוסי.לכן, אם הפונקציה של F (x) באה לידי ביטוי על ידי F הצורה (x) = K * החטא (x), יש לנו רק פונקצית נדנוד כזה, ש, לזכור, למעלה ולמטה, למעלה ולמטה ...

לקחת עלתרשים פונקציה מוגדרת, באופן עקרוני, כל, ערך על הציר Y, ​​y1 לציין את זה, ונע לאורך X, למצוא את Y2 הנקודה הבא עם ערך של y1.אם עכשיו לX, מנקודת v2 לדחות מרווח שווה לT = (y2 - y1), אנחנו מקבלים את v3 הנקודה ויהיה שווה לY1 וY2.הצורה של הגרף בין שתי הנקודות חזרו בדיוק בכל המרווחים הבאים שווים לט כך, מצאנו T פרמטר לתהליך שתואר על ידי הנוסחה F (x) = K * חטא (x), שבו יש תכונה יוצאת דופן: X הטיעון בT לשנות את הפונקציה f (x) על כל הטווח של ערכיה.מאז שינויים בזמן בלתי מוגבל ציר ה- X, או במילים אחרות, מספר T מחזורים ללא הגבלת זמן הרבה, יש לי מחזורי, דהיינואני חוזר ואומר, לך לשנות את הפונקציה.מחזור T נקרא תקופת התנודה ונמדד בשניות.אבל הטכניקה נפוצה יותר להשתמש ביחידת מידה הידועה בתדירות התנודה, מסומנת ו וF מחושב = 1 / T, יחידה זה נקרא הרץ (Hz).התדירות של 1 הרץ - היא תנודה אחת בשנייה.

אנחנו מוקפים בעולם "המדהים".תנודות - זה נשמע, הזרם החשמלי בחוטים, מנגנון רטט, האור, הגאות והשפל, את הסיבוב של כוכבי הלכת ו... לא סופר אותם בקרב, תנודות אלה.לכולם יש גבולות קונבנציונליים למדי של התדר שלהם, אומר "טווח תנודה."לדוגמא, את תדירות התנודה של תדרי שמיעה אנושיים נשמעת - מ 16 הרץ עד 20 קילוהרץ (kHz 1 = 1000 הרץ) וטווח התדרים של צלילי שפה מדוברת היא בטווח של 100 - 4000 הרץ.עובדה ידועה שלא כל האנשים שומעים מגוון הרחב של צלילים - לkHz 12-15 רב כבר בטווח שמיעה.הטכניקה חלה תנודות קולי 100, 200 kHz ומעלה.פרטים של המנגנון עשויים להשתנות בטווח רחב של תדרים - ולשתף הרץ, ועשרות קילוהרץ.אבל רוב יש מגוון רחב של גלים אלקטרומגנטיים - ממניות ורבים אלף מיליון הרץ.בחלק זה של הספקטרום הגלובלי של גלי אור הוא די קטן, אבל שהם נתפסים על ידי האיברים של חזון שלנו.תדירות תנודה שונה בספקטרום של גלי אור קובעת את הצבע של אור הנראה - מאדום לסגולה.

אבל בחזרה "מרובע אחד."לעתים קרובות מאוד, זה נוח לשימוש יחידות שונה במקצת.פתרון זה יכול לפשט נוסחות רבות ולהפוך אותם יותר לעין.וזה נובע מעובדה שפונקציות תנודת סינוסי מציעה את האפשרות להשתמש במשתנים ביחידות מדידה של זוויות - רדיאנים או מעלות.אבל באותו הזמן, בחישוב של "מתגנב" 2π קבועים, אשר, יחד עם התדר שנמצא בביטויים מתמטיים רבים.ואז הם החליטו להציג את יחידה שונה של מדידת תדירות ונתנו לו את השם "תדירות מחזורית של תנודה."מהותה של יחידה זו היא שתדירותו נקבעת על ידי מספר התנודות במהלך 2 שניות π *, כלומר,6.28 שניות.שיעור מחזורי מחושב על ידי הנוסחא F * π ω = 2 *.השתייכות לתדירות המחזורית מתבטא ביחידת המדידה שלה - רדיאנים לשנייה.מערכת oscillatory

יש עדיין כמה פרמטרים המאפיינים את אישיותה.קח מטוטלת הישנה והטובה שלנו ומעט חגיגי, לתת למדינה של תהליך oscillatory זה - סמן-טק, טיק-טוק.זה מספיק כדי לדחוף אותו פעם אחת ו... נשאר לבד.מה אנו רואים?מטוטלת נעה מספיק זמן בלי יישום נוסף של כוח, תדר התנודה שלה אינו משתנה, ומשרעת יורד בהדרגה, בגלל כוחות החיכוך במכשירים בפועל.תנודות כאלה, כאשר, לאחר ייזום תנועת דחיפה של כל מערכת נדנוד אחרת מטוטלת או, נקבע רק על ידי הפרמטרים שלו, בשמו שלו.אם נניח שבזמן הפסקת חשמל היא אפס, וזה די פשוט - כל מה שהוא בידיים שלנו, מטוטלת כזו, זה מתמטי, זה יהיה להתנדנד לנצח, והתקופה של תנודה ניתן לחשב ידוע, שכבר הפכה לקלאסיקה, הנוסחה - C = 2* Π * L √ / g.

מהניתוח שלו אנו יכולים לצייר מסקנה חשובה: התדר הטבעי של המטוטלת נקבע רק על ידי הפרמטרים הפנימיים של המערכת - אורכו של החוט ואת הגודל של תאוצת הכבידה של כדור הארץ.