למידת המטוטלת - המשרעת של תנודה

בין תכנית הלימודים בבית הספר "נצח" בסעיף פיסיקה "תנודות" אולי הנוסטלגי ביותר - תמיד לזכור עליו בעצב מסוים חם.כמעט אף אחד לא אי פעם לזכור נושא זה, אינו רואה במקום הראשון, סמן-טוק, tik- כך ... מטוטלת - יחידה "רצינית" של הממשלה של פיסיקה.עם זאת, מטוטלת מעבדה "מתקתק", אבל נראה שהדעות של ימי הביניים הקלאסיים שלה תמיד אומרים, נדנדה, תקתוקו הנצחי, tik- כך ... "אל תחשבו על שניות למטה."המשימה של מכשירים למראה יומרניים אלה - להוכיח שהוא - תנודה.

אנו מבינים את העולם, ואנחנו רואים כמה זה אומר סביבנו הוא פעולה פשוטה ולא מסובכת.נדנדה - שמטוטלת פוקו והשעון, וחשמל, רדיו, טלוויזיה, שמע מהרמקולים וmobilka האהוב - קהל של מערכות oscillatory כולה.טוב, אז, תן לנו להיזכר במה שלמד בבית הספר - את המשרעת של תנודה, נוסחות, גרפים.אז רעידות ... מה זה?

כל

שמקיף אותנו, הוא "נקודות מהותיות", ש, מסיבה כלשהי, לא יכול לשבת בשקט.בתוהו ובוהו הזה, המגוון של תנועות הנקראות תנודות של התהליך שבו עניין מהותי, המכונה לעתים מערכת תמיד חוזר למצב שיווי המשקל שלו כאשר הוא חורג ממנו שוב ושוב.הערך של הסטייה המרבית מנקודת שיווי המשקל נקרא המשרעת של התנודות.המכשיר הטוב ביותר להדגים את התנודות מכאניות, כמובן, היא מטוטלת ישנה וטובה - העומס (כדור, דיסק או מוט), הושעה על ידי חוט.תקן את זה עדיין - וכאן הוא המצב של שיווי משקל.קח את העומס בצד ולוותר על מה שאתה רואה?זה נכון, הוא יתחיל "סמן-טוק" שלה: חזרה לנקודת שיווי המשקל, הסיט לכיוון אחר, ואז לחזור שוב למצב של שיווי המשקל.אם המטוטלת היא דבר כדי למנוע, הוא חסר מנוחה, הסיט שוב ​​לצד ... וכן ברציפות עד, בגלל כוח החיכוך, הוא לא הפסיק.

זה פשוט כל כך קרה שכל אובייקט עם מסה, גודל ותכונות אחרות, חייב לכלול סט של תכונות שיכולה להיות מתארים באופן ייחודי "עניין מהותי" זה כל כך שההתנהגות שלה מהאינטראקציה עם הסביבה הייתה צפויה, הגיונית ומובנת.אלה הם המאפיינים של משרעת תנודת מטוטלת ותקופה.פרמטרים המשמשים לעתים קרובות אחרים - נגזרים מהמקורי, הם חלק בלתי נפרד משלהם (שלב) או התוצאה של חישובים אחרים (תדר).הצעד הבא

לומד את העולם המרתק של רעידות - ניסוי פשוט כדי לקבוע את הפרמטרים של האובייקט שלנו - המטוטלת.המכשיר הוא המטוטלת פשוט שום מקום - חוט הכדור, הנקודה של השעיה.איך למצוא את המשרעת של התנודות של מטוטלת?כן, כל כך פשוט לחוות את זה, כמו שאומרים, והמטבח יכול לעשות.כל בקלות (בגבולות מסוימים).הבעיה המקורית: יש מטוטלת התלויה מהתקרה - דיסק מתכת על החוט.אנחנו מעוניינים בסטייה ממצב שיווי משקל הדיסק.כאשר מטוטלת נייחת עושה סימן על הקיר במונחים של איזון, או להגדיר בחזרה מסך נייר.לדחוף את הכונן.המטוטלת מתחילה להתנדנד והצל של הדיסק "לצייר" את הנתיב על המסך.להעביר את המקל (אתה יכול עיפרון) על המסך, אנו מוצאים את הנקודה האחרונה שבו הצל בתנודות בנקודת סגירת האינדקס שלנו הקיצונית, ולהפוך את הסימן.המרחק מנקודת האיזון לסימן ומשרעת התנודה של המטוטלת.נכון, זה קל?ומי היה ספק.כמובן

, אתה יכול "מודרניזציה" הניסוי עם פיתולים אלקטרוניים עם חיישני תמונה או להשתמש במד מרחק לייזר למדידה עד כמה דמויות אטרקטיביות לאחר הנקודה העשרונית, אבל שום דבר לא יכול לשנות את מהותה - מדד את הסטייה המרבית של המטוטלת מהעמדהשיווי משקל, דהיינומשרעת מדודה.העבודה יש ​​לנו הניסיון לגלות "סוד" אחד המטוטלת בקלות - את המשרעת של תנודות תלויות בתנאים הראשוניים, כלומר,למעשה, את כוחו של ההלם הראשון, ששבש את מצב שיווי המשקל, או אנרגיה הראשונית, דיווח מערכת oscillatory, כאשר המטוטלת היא מוסח על ידי זווית ממצב שיווי המשקל.