Zawartość
- Co to jest prosty ruch harmoniczny?
- Co to jest amplituda oscylacji?
- Formuła częstotliwości oscylacji
- Rodzaj częstotliwości oscylacji
Oscylacja jest rodzajem ruch okresowy. Mówi się, że ruch jest okresowy, jeśli powtarza się po regularnych odstępach czasu, podobnie jak ruch igły maszyny do szycia, ruch występów kamertonu i ciało zawieszone na sprężynie. Jeśli cząstka porusza się tam iz powrotem po tej samej ścieżce, mówi się, że jej ruch jest oscylacyjny lub wibracyjny, a częstotliwość tego ruchu jest jedną z jego najważniejszych cech fizycznych.
Przemieszczenie cząstki wykonującej ruch okresowy można wyrazić jako funkcje sinus i cosinus. Ponieważ funkcje te nazywane są funkcjami harmonicznymi, ruch okresowy jest również znany jako ruch harmoniczny.
Co to jest prosty ruch harmoniczny?
Wśród wszystkich typów oscylacji, prosty harmonijmy ruch (SHM) jest najważniejszym typem. W SHM siła o różnej wielkości i kierunku działa na cząstkę. Należy zauważyć, że SHM ma ważne zastosowania nie tylko w mechanice, ale także w optyce, dźwięku i fizyce atomowej.
Mówi się, że ciało wykonuje liniowy prosty ruch harmoniczny, jeżeli
Równanie fa = –Kx służy do zdefiniowania liniowego prostego ruchu harmonicznego (SHM), w którym fa jest wielkością siły przywracającej; x oznacza niewielkie przesunięcie względem średniej pozycji; i K. jest stałą siły. Znak ujemny wskazuje, że kierunek siły jest przeciwny do kierunku przemieszczenia.
Niektóre przykłady prostych ruchów harmonicznych to ruch prostego wahadła dla małych huśtawek i wibrującego magnesu o jednolitej indukcji magnetycznej.
Co to jest amplituda oscylacji?
Rozważ cząstkę wykonującą oscylację wzdłuż ścieżki QOR z O jako pozycją średnią, a Q i R jako jej skrajne pozycje po obu stronach O. Załóżmy, że w danym momencie oscylacji cząstka znajduje się w P. Odległość pokonana przez cząstka ze swojej średniej pozycji nazywa się jej przemieszczeniem (x) tj. OP = x.
Przemieszczenie jest zawsze mierzone od średniej pozycji, niezależnie od tego, jaki może być punkt początkowy. Na przykład, nawet jeśli cząstka przemieszcza się z R do P, przemieszczenie nadal pozostaje x.
The amplituda (ZA) oscylacji jest zdefiniowane jako maksymalne przemieszczenie (xmax) cząstki po obu stronach jej średniej pozycji, tj. ZA = OQ = LUB. ZA jest zawsze traktowane jako dodatnie, a zatem wzór amplitudy oscylacji jest wielkością przesunięcia względem średniej pozycji. Odległość QR = 2_A_ nazywana jest długością ścieżki lub zakresem oscylacji lub całkowitą ścieżką oscylującej cząstki.
Formuła częstotliwości oscylacji
Okres (T.) oscylacji definiuje się jako czas potrzebny cząstce na zakończenie jednej oscylacji. Po czasie T., cząstka przechodzi przez to samo położenie w tym samym kierunku.
Częstotliwość definicji oscylacji to po prostu liczba oscylacji wykonywanych przez cząstkę w ciągu jednej sekundy.
W T. sekund, cząstka kończy jedną oscylację.
Dlatego liczba oscylacji w jednej sekundzie, tj. Jej częstotliwość fa, jest:
f = frac {1} {T}Częstotliwość oscylacji mierzy się w cyklach na sekundę lub hercach.
Rodzaj częstotliwości oscylacji
Ucho ludzkie jest wrażliwe na częstotliwości od 20 Hz do 20 000 Hz, a częstotliwości w tym zakresie nazywane są częstotliwościami dźwiękowymi lub słyszalnymi. Częstotliwości powyżej zakresu ludzkiego słuchu nazywane są częstotliwościami ultradźwiękowymi, natomiast częstotliwości poniżej zakresu słyszalnego nazywane są częstotliwościami ultradźwiękowymi. Innym bardzo znanym terminem w tym con jest „naddźwiękowy”. Jeśli ciało porusza się szybciej niż prędkość dźwięku, mówi się, że porusza się z prędkością naddźwiękową.
Częstotliwości fal radiowych (oscylująca fala elektromagnetyczna) wyrażane są w kilohercach lub megahercach, podczas gdy światło widzialne ma częstotliwości w zakresie setek terraherców.