Vsebina
- Kaj je preprosto harmonično gibanje?
- Kakšna je amplituda nihanja?
- Formula frekvence nihanja
- Vrsta frekvence nihanja
Nihanje je vrsta občasno gibanje. O gibanju pravijo, da je občasno, če se ponavlja po rednih časovnih presledkih, kot gibanje igle šivalnega stroja, gibanje zobnikov vilice in trupa, obešenega z vzmeti. Če se delček premika naprej in nazaj po isti poti, naj bi bilo njegovo gibanje nihajno ali vibracijsko in frekvenco tega gibanja je ena njegovih najpomembnejših fizičnih lastnosti.
Premik delca, ki izvaja periodično gibanje, se lahko izrazi s sinusnimi in kosinusnimi funkcijami. Ker se te funkcije imenujejo harmonične funkcije, je občasno gibanje znano tudi kot harmonično gibanje.
Kaj je preprosto harmonično gibanje?
Med vsemi vrstami nihanj spada: preprosto harmonično gibanje (SHM) je najpomembnejša vrsta. V SHM na spremenljivko in smer deluje sila na različne delce. Pomembno je omeniti, da ima SHM pomembne aplikacije ne le v mehaniki, temveč tudi v optiki, zvoku in atomski fiziki.
Telo naj bi izvajalo linearno preprosto harmonično gibanje, če
Enačba F = –Kx se uporablja za definiranje linearnega enostavnega harmoničnega gibanja (SHM), pri čemer F je obseg obnovitvene sile; x je majhen premik od povprečnega položaja; in K je sila konstanta. Negativni znak pomeni, da je smer sile nasprotna smeri premika.
Nekaj primerov preprostega harmoničnega gibanja sta gibanje preprostega nihala za majhne nihaje in vibracijski magnet v enakomerni magnetni indukciji.
Kakšna je amplituda nihanja?
Razmislite o delcu, ki izvaja nihanje po poti QOR z O kot srednjim položajem, Q in R pa kot skrajnima položajema na obeh straneh O. Predpostavimo, da je v določenem trenutku nihanja delec na P. Razdalja, ki jo prevozi delec iz njegovega srednjega položaja se imenuje njegovo premik (x) tj. OP = x.
Odmik se vedno meri od povprečnega položaja, ne glede na izhodišče. Na primer, če delček potuje od R do P, premik še vedno ostane x.
The amplituda (A) nihanja je opredeljen kot največji premik (xmaks) delca na obeh straneh njegovega povprečnega položaja, tj. A = OQ = ALI. A je vedno sprejeta kot pozitivna, zato je amplituda nihajne formule le velikost premika od srednjega položaja. Razdalja QR = 2_A_ se imenuje dolžina poti ali obseg nihanja ali skupna pot nihajočega delca.
Formula frekvence nihanja
Obdobje (T) nihanja je opredeljen kot čas, ki ga delcu porabi, da dokonča eno nihanje. Po času T, delček prehaja skozi isti položaj v isti smeri.
Definicija frekvence nihanja je preprosto število nihanj, ki jih delček opravi v eni sekundi.
V T sekunde delček dokonča eno nihanje.
Zato je število nihanj v eni sekundi, to je njegova frekvenca f, je:
f = frac {1} {T}Frekvenca nihanja se meri v ciklih na sekundo ali Hertz.
Vrsta frekvence nihanja
Človeško uho je občutljivo na frekvence, ki ležijo med 20 Hz in 20.000 Hz, frekvence v tem območju pa imenujemo sonične ali slišne frekvence. Frekvence nad območjem človeškega sluha imenujemo ultrazvočne frekvence, frekvence, ki so pod zvočnim območjem, pa se imenujejo infrazvočne frekvence. Drug zelo znan izraz v tem smislu je "nadzvočni." Če telo potuje hitreje od hitrosti zvoka, naj bi potovalo z nadzvočno hitrostjo.
Frekvence radio valov (nihajoče elektromagnetno valovanje) so izražene v kilohercih ali megahercih, vidna svetloba pa ima frekvence v območju več sto terhercev.