Različnih nihajočih procesov, ki nas obkrožajo, toliko, da je presenetljivo - in tam je nekaj, kar ne niha?Komaj, saj celo povsem nepremično stvarjo, pravijo kamen, ki je tisoče let, je še vedno, še vedno niha procese - občasno segreje čez dan, se povečujejo, in ponoči ohladi in skrči.In Najbližji primer - drevesa in veje - od neutrudno vse njegovo življenje.Ampak - kamen, les.In če si samo glavo v razponu od 100 vetrne nadstropne stavbe?Znano je, na primer, da se vrh Ostankino televizijskega stolpa odstopa navzgor in navzdol, da 5-12 metrov, no, nič nihalo višina 500 m. In kolikor povečanja velikosti taki konstrukciji od temperaturnih sprememb?Tukaj je možno razvrstiti in vibracije stavbe in stroje.Samo pomislite, ravnino, v kateri se giblje, nenehno spreminja.Ne spreminjajte vaš um leteti?To ni potrebno, ker so vibracije - je bistvo sveta okoli nas, je nemogoče, da se znebite njih - lahko upošteva samo in se uporablja "dobro".
Kot ponavadi, študija najbolj kompleksnih področjih znanja (in se pač ne zgodi), se začne z uvodom k preprostim modelom.In tam je preprost in jasen model za dojemanje procesa vibracijam kot nihalo.Bilo je tukaj, na študij fizike, prvič slišimo to skrivnostno stavek - ". Obdobje nihanja preprostega nihala"Pendulum - nit in obremenitev.In kaj je tako posebnega na nihalo - matematika?In vse, kar je zelo preprost, to nihalo Pričakovati je, da ima nit ne teže, inextensible in material točka giblje pod vplivom težnosti.Dejstvo je, da je običajno, če upoštevamo proces, na primer, vibracije ne more biti povsem polna račun fizičnih značilnosti, kot so teža, elastičnost, itdVsi udeleženci v poskusu.Hkrati je učinek nekateri izmed njih na proces je zanemarljiva.Na primer, a priori, je jasno, da je masa in elastičnost navoja nihala pod določenimi pogoji, nimajo opaznega vpliva na obdobje nihanja preprostega nihala je zanemarljiva, zato je vpliv izključena iz presoje.
Določitev obdobja nihanja nihala, morda najpreprostejši znano je to: rok - čas, v katerem je storila eno polno nihanje.Naredimo znamko v eni od skrajnih točk pretoka tovora.Zdaj, ko se izkaže, točka zaprta, delamo prešteti število polnih nihanja in upoštevajte čas, recimo, 100 vibracije.Da se določi trajanje obdobja je snap.Mi izvedbo tega poskusa za nihanje v isti ravnini nihala v naslednjih primerih:
- drugačno začetno amplitudo;
- drugačna teža tovora.
smo dobili spektakularne rezultate na prvi pogled: v vseh primerih, obdobje nihanja preprostega nihala ostaja nespremenjen.Z drugimi besedami, začetna amplituda in masa materialnega točke v trajanju brez učinka.Za nadaljnjo razpravo ima le eno pomanjkljivost - zaradiVišina obremenitve pri vožnji spremembam in obnavljanje sila vzdolž spremenljivko poti, kar je neprijetno za izračune.Rahlo goljufal - zaniha nihalo je še vedno v prečni smeri - on začne opisati konično površino, obdobje T vrtenja ostaja ista, hitrost gibanja v krogu V - konstanta obod vzdolž katerega obremenitev S = 2πr, je obnavljanje sila usmerjena radialno.
nato izračuna obdobje nihanja preprostega nihala:
T = S / V = 2πr / vol
l Če je dolžina navoja znatno večji od bremena (vsaj 15-20-krat), in kotom nit je majhen (majhne amplitude), lahko sklepamo, da je povratna sila P enaka centripetalne sile F:
P = F = m * V * V / r
Po drugi strani pa je čas za povratne sile in vztrajnostni moment bremena je enaka, in nato
P * l = r * (m * g), kar pomeni, ob upoštevanju, da je P = F, naslednja enačba: r * m * g / l = m * v * v / r
precej enostavno najti hitrost nihala: v= r * √g / l.
In zdaj spomnim zelo prvi izraz za obdobje in hitrost nadomestki:
T = 2πr / r * √g / l
po nepomembnih sprememb formula obdobja nihanja preprostega nihala v svoji končni obliki izgleda nekako takole:
T = 2 Õ √l / g
Zdaj prej eksperimentalni rezultati, pridobljeni neodvisnosti, je obdobje nihanja težo bremena in amplitude so bile potrjene v analitični obliki in ni videti, da "neverjetno", kot pravijo, kot je potrebno.
Poleg tega, glede na zadnji izraz za obdobje nihanja preprostega nihala, si lahko ogledate odlično priložnost za merjenje pospeška težnosti.To je dovolj, da zbrati referenčno nihalo kjerkoli na svetu, in za merjenje obdobje njenega nihanja.Torej, povsem nepričakovano, preprosta in enostavna nihalo nam je dal odlično priložnost za študij porazdelitve gostote zemeljske skorje, navzdol na zemljo rudnih nahajališč iskanja.Ampak to je že druga zgodba.
