Różnorodność procesów oscylacyjnych, które otaczają nas tak bardzo, że jest to zaskakujące - i to jest coś, co nie zmieniają?Raczej nie, bo nawet dość nieruchomego obiektu, powiedzieć, kamień, który jest od tysięcy lat jest nadal, nadal oscyluje procesy - okresowo nagrzewa się w ciągu dnia, rośnie, aw nocy ochładza się i kurczy.A najbliższe przykład - drzewa i gałęzie - począwszy niestrudzenie całe życie.Ale - kamień, drewno.I jeśli tylko głowa wahały się od 100 wiatrowej piętrowym budynku?Wiadomo na przykład, że w górnej części wieży telewizyjnej Ostankino odchyla się w dół do 5-12 metrów, ale nic wahadło wysokości 500 m, a w miarę wzrostu wielkości takiej konstrukcji zmian temperatury?Tutaj można sklasyfikować i budynki drgań i maszyn.Wystarczy pomyśleć, płaszczyznę, w której chcesz dojechać, ciągle zmienia.Nie zmienisz zdanie latać?Nie jest konieczne, ponieważ wibracje - jest istotą świata wokół nas, nie da się ich pozbyć - mogą tylko brać pod uwagę i stosować "dobry".
Jak zwykle, badanie z najbardziej skomplikowanych dziedzin wiedzy (i po prostu się nie zdarzają) zaczyna się od wprowadzenia do prostego modelu.I nie jest to proste i jasne model postrzegania procesu drgań niż wahadło.To właśnie tutaj, w badaniu z fizyki, pierwszy raz słyszymy tę tajemniczą frazę - ". Okres drgań wahadła prostego"Pendulum - nić i obciążenia.A co jest takiego specjalnego dla wahadła - Matematyka?A wszystko jest bardzo prosta, to wahadło przewiduje się, że gwint ma ciężar, nierozciągliwej oraz punkt materiału zmienia się pod wpływem siły grawitacji.Faktem jest, że zwykle, biorąc pod uwagę proces, na przykład, wibracje mogą nie być całkowicie wypełniona konto cech fizycznych, takich jak waga, elastyczność itpWszyscy uczestnicy eksperymentu.W tym samym czasie, w wyniku pewne z nich w procesie jest znikomy.Na przykład, a priori, jest oczywiste, że ciężar oraz elastyczność wahadła wątku w określonych warunkach, nie mają znaczącego wpływu na okres drgań prostego wahadła jest nieznaczne, a więc uderzenia jest brane pod uwagę.
Wyznaczanie okresu drgań wahadła, chyba najprostsze znane to: okres - czas, w którym zobowiązał jednego pełnego drgania.Zróbmy znak w jednym ze skrajnych punktów przepływu towarów.Teraz, za każdym razem, gdy punkt jest zamknięty, robimy policzyć liczbę pełnych wahań i zanotować czas, powiedzmy, 100 wibracje.Aby określić czas trwania okresu jest bardzo prosta.Realizujemy ten eksperyment dla oscylującym w tej samej płaszczyźnie wahadła w następujących przypadkach:
- różne początkowe amplitudy;
- inaczej ciężar ładunku.
Dostajemy spektakularne wyniki na pierwszy rzut oka: we wszystkich przypadkach, okres drgań wahadła prostego pozostaje niezmieniona.Innymi słowy, początkowa amplituda i masa materiału punkcie czasu trwania bez skutku.Do dalszej dyskusji ma tylko jedną wadę - ze względuWysokość obciążenia podczas jazdy zmiany, a siła przywracająca po zmiennej PATH, która jest niewygodne dla obliczeń.Nieco oszukany - wahadła znajduje się jeszcze w kierunku poprzecznym - zaczyna opisać stożkową powierzchnię, okres T obrotowa jest taka sama, prędkość ruchu w okręgu V - stała obwód wzdłuż której obciążenie S = 2πr, siłę przywracającą jest skierowana w kierunku promieniowym.
Następnie oblicza okres drgań prostego wahadła:
T = S / V = 2πr / v
l Jeżeli długość gwintu jest znacznie większe niż obciążenia (co najmniej 15-20 razy) i kąt gwintu jest niewielki (małe amplitudy), można przypuszczać, że siła powrotna P równa się siła dośrodkowa F:
P = F = m * V * V / R
Z drugiej strony, czas siły przywracającej i momentu bezwładności obciążenia są równe, a następnie
P * l = r * (m * g), co oznacza, biorąc pod uwagę fakt, że P = F, następujące równanie: r * m * g / l = m * v * v / r
łatwo wyznaczyć prędkość wahadła: v= r * √g / l.
I teraz pamiętam pierwszy wyraz w okresie oraz prędkość zastępczej:
T = 2πr / R * √g / l
po błahych zmian formuła okresu drgań prostego wahadła w jego ostatecznej formie wygląda jak:
T = 2 Õ √l / g
wyniki eksperymentalne uzyskane teraz wcześniej niepodległości, okres drgań masy obciążenia i amplitudy zostały potwierdzone w formie analitycznej i nie wydawał się tak, "niesamowity", jak mówią, w miarę potrzeb.
Ponadto, biorąc pod uwagę ostatnie wypowiedzi na okres drgań wahadła prostego, można zobaczyć, to doskonała okazja do pomiaru przyspieszenia ziemskiego.Wystarczy zamontować wahadła odniesienia w dowolnym miejscu na świecie, a do pomiaru okresu jego oscylacji.Tak, dość niespodziewanie, proste i jednoznaczne wahadło dał nam doskonałą możliwość studiowania rozkład gęstości skorupy ziemskiej, na ziemię poszukiwania złóż.Ale to już inna historia.
