Het leren van de slinger - de frequentie van de trilling

click fraud protection

parameters van oscillerende processen zijn bekend fysieke concepten - de amplitude en periode.Tegelijkertijd, door schommelingen begrepen het herhalen van periodieke veranderingen recht een fysische grootheid over het gemiddelde of nul.Laten we zeggen dat deze wet een sinusvormige karakter.Dus, als de functie van F (x) wordt uitgedrukt door de vorm F (x) = K * sin (x), hebben we net zo'n een oscillerende functie, die, herinneren, op en neer, op en neer ...

nemengrafiek een opgegeven functie in principe eventuele waarde op de as Y, Y1 duiden, en bewegen langs de X, vindt het volgende punt y2 waarde van y1.Indien nu de X, vanaf het punt v2 stellen interval gelijk is aan T = (y2 - y1), krijgen we het punt v3 en gelijk aan Y1 en Y2 zijn.De vorm van de grafiek tussen de twee punten nauwkeurig herhaald in alle volgende intervallen gelijk aan T. Zo vonden we een parameter T van de door de formule werkwijze F (x) = K * sin (x), waarbij een opmerkelijke eigenschap heeft: het argument X binnenT te veranderen van de functie F (x) over het gehele bereik van haar waarden.Aangezien veranderingen in de X-as onbeperkt, in andere woorden, het aantal cycli T oneindig veel, een cyclisch, d.w.z.Ik herhaal, u de functie wijzigen.Cyclus T noemde de periode van oscillatie en wordt gemeten in seconden.Maar de techniek is het gebruikelijk om een ​​eenheid te gebruiken die bekend staat als de oscillatiefrequentie, aangeduid f en de berekende f = 1 / T, een eenheid is hertz (Hz) genoemd.De frequentie van 1 Hz - is een trilling per seconde.

We zijn omringd door "onthutsend" van de wereld.Schommelingen - het klinkt, de elektrische stroom in de draden, trillingen mechanisme, het licht, de getijden, de rotatie van de planeten en ... ze niet behoren tot deze schommelingen.Allemaal hebben ze een vrij conventionele grenzen van hun frequentie, zeggen "een fluctuatie bereik."Bijvoorbeeld, de oscillatiefrequentie van het menselijk gehoor geluidsfrequenties - van 16 Hz tot 20 kHz (1 kHz = 1000 Hz) en het frequentiebereik van geluiden spreektaal ligt in het bereik van 100 - 4000 Hz.Een bekend feit dat niet alle mensen horen het volledige scala van geluiden - binnen gehoorsafstand voor velen 12-15 kHz al.De techniek past de ultrasone trillingen 100, 200 kHz en hoger.Details van het mechanisme kan variëren in een breed frequentiegebied - Deel Hz en tientallen kHz.Maar de meeste hebben een breed scala van elektromagnetische golven - van aandelen en tot vele duizenden miljoen Hz.In dit deel van de wereldwijde spectrum van lichtgolven is vrij klein, maar dat zij worden waargenomen door onze organen gezichtsveld.Verschillende oscillatiefrequentie in het spectrum van lichtgolven bepaalt de kleur van zichtbaar licht - van rood naar violet.

Maar terug naar 'af. "Vaak is het handig om een ​​enigszins gewijzigde eenheden gebruiken.Deze tijdelijke oplossing kan veel formules vereenvoudigen en maken ze meer zichtbaar.Dit is te wijten aan het feit dat de sinusvormige oscillatie functies suggereert de mogelijkheid om variabelen in meeteenheden hoeken - radialen of graden.Maar op hetzelfde moment, bij de berekening van "kruipt" constant 2π, die samen met de frequentie die in veel wiskundige uitdrukkingen.Daarna besloten ze een aangepaste eenheid van frequentie meting introduceren en gaf het de naam "cyclische frequentie van de trilling."De essentie van dit apparaat is dat de frequentie wordt bepaald door het aantal trillingen tijdens het 2 * π seconden, dat wil zeggen,6.28 sec.Cyclische tarief berekend met de formule ω = 2 * π * f.Behorend tot de cyclische frequentie wordt uitgedrukt door de meeteenheid - radialen per seconde.

oscillerende systeem heeft nog een aantal parameters die haar persoonlijkheid karakteriseren.Neem onze goede oude slinger en een beetje plechtig, geef het aan de toestand van de oscillerende proces - tick-tock, tick-tock.Het is genoeg om hem eens te duwen en ... alleen gelaten.Wat zien we?Een slinger oscilleert lang genoeg zonder verdere uitoefening van kracht, de oscillatiefrequentie verandert niet en de amplitude geleidelijk afneemt vanwege wrijvingskrachten in de apparaten zelf.Dergelijke schommelingen, wanneer, na het starten van een duw beweging van een slinger of een andere oscillerend systeem, wordt alleen bepaald door de parameters, noemde zijn eigen.Als we aannemen dat terwijl remkracht nul, en het is vrij eenvoudig - alles in onze handen, dergelijke pendel is een wiskundige, zal altijd oscilleren, en de periode van de trilling kan worden berekend uit de bekende, reeds een klassiek geworden, de formule - C = 2* π * √ l / g.

Uit deze analyse kunnen we een belangrijke conclusie trekken: de eigenfrequentie van de slinger wordt alleen bepaald door de interne parameters van het systeem - de lengte van de draad en de grootte van de versnelling van de zwaartekracht van de aarde.