Provozní kyvadlo - frekvence kmitání

Parametry kmitavé procesy jsou dobře známé fyzikální koncepty - amplituda a doba. Tak podle kmitání realizovat více periodický zákon opakováním proces změny fyzikální veličiny kolem střední hodnoty nebo nula. Dejme tomu, že tento zákon má sinusový charakter. Takže, je-li funkce F (x) tohoto procesu je dána typem F (x) = K * sin (x), máme právě takový oscilační funkci, která pamatovat, nahoru a dolů, nahoru a dolů ...

Předpokládejme graf uvedeného funkci v zásadě libovolnou hodnotu na ose Y označených y1, a pohybující se podél osy X, Y 2 najít další bod s hodnotou y1. Nyní, pokud osy X, od bodu v2, odložit interval rovnající se T = (y2 - y1), dostaneme bod V3, a to se bude rovnat Y1 a Y2. Tvar grafu mezi těmito body přesně opakovat na všech následujících segmentech rovná T. Proto jsme našli parametr T pro proces popsaný vzorcem F (x) = K * sin (x), která má pozoruhodnou vlastnost, že se mění v argumentu X T vede k v celém rozsahu svých hodnot změny funkce f (x). Protože změny v ose X je neomezená v čase, jinými slovy, počet cyklů T nekonečně mnoho, máme cyklický, tedy Opakuji, že změna funkce. Doba cyklu T se označuje jako doba kmitání a se měří v sekundách. Ale ve stavu techniky použít měřicí jednotky, která se nazývá oscilační kmitočet, označený f a počítá f = 1 / T, jednotka se nazývá Hertz (Hz). Frekvence 1 Hz - je jedním kmitání za sekundu.

Jsme obklopeni „ohromující“ světě. Výkyvy - to zní, elektrický proud v drátech, vibrační mechanismus, světlo, přílivy, rotace planet a ... nepočítají mezi nimi, tyto vibrace. Všechny z nich mají dostatek konvenční hranice jejich frekvence, řekněme „řadu variací.“ Například frekvence kmitání akustického zvukových frekvencí osobu - od 16 Hz do 20 kHz (1 kHz = 1000 Hz), a rozsah zvukových frekvencí hovorově leží v rozsahu 100 - 4000 Hz. Dobře známý fakt, že ne všichni lidé slyší celou škálu zvuků - Mnoho již 12-15 kHz doslechu. Tato technika se týká ultrazvukových vibrací, 100, 200 kHz a výše. Podrobnosti mechanismy mohou také kolísat v širokém rozsahu frekvencí - a sdílet Hz a desítky kHz. Ale většina z nich má širokou škálu elektromagnetických vln - od akcií a až tisíce milionů Hz. V této globální spektru světelných vln půdy je velmi malý, ale že jsou vnímány našimi orgány zraku. Jiný kmitočet ve spektru světelných vln určuje barvu viditelného světla - od červené až fialové.

Ale zpět k „bodu nula“. Velmi často se stává, že je vhodné použít mírně modifikované jednotek. Takový rafinovanost umožňuje zjednodušit mnoho vzorců a aby byly lépe viditelné. A to je vzhledem k tomu, že sinusové oscilace funkce naznačuje možnost použití proměnných v jednotkách měření úhlů - radiánech nebo stupních. Ale ve stejné době, ve výpočtu „hýbe“ stálých 2p, která spolu s frekvence se nacházejí v mnoha matematických výrazů. Pak se rozhodla zavést upravenou měrnou jednotku frekvence, a pojmenoval ji „cyklický frekvence kmitání.“ Podstatou tohoto zařízení je, že jeho frekvence je určena pro počet kmitů při 2 * n sekund, tj 6,28 sec. Cyklický frekvence se vypočítá podle vzorce ω = 2 * π * f. Příslušnost k cyklické frekvence je vyjádřena jeho jednotkou měření - radiánů za sekundu.

Oscilující systém má stále některé parametry, které charakterizují její osobnost. Vzít naši starou dobrou kyvadla a trochu slavnostní, snížit ji do stavu procesu vibrací - tik-tak, tik-tak. Jak to udělat, když je dost tlačit a ... o samotě. Co budeme vidět? Kyvadlo se pohybuje dostatečně dlouho bez dodatečného použití síly a jeho kmitočet se nemění, a amplituda se postupně snižuje, protože třecí síly v samotném zařízení. Tyto výkyvy při inicializaci po stisknutí pohybu kyvadla, nebo jakýkoli jiný vibrační systém je určen pouze parametry, tzv vlastní. Budeme-li předpokládat, že ve stejnou dobu zastavení síly jsou rovny nule, a to je velmi jednoduchá - vše v našich rukou, jako kyvadlo, se nazývá matematický, bude oscilovat navždy, a doba oscilace lze vypočítat ze známého, který se již stal klasický vzorec - C = 2 * * π √ l / g.

Z analýzy je možné učinit důležité závěry: vlastní frekvence kmitání kyvadla je určen pouze vnitřních parametrů systému - délka závitu a velikosti zrychlení zemské gravitace.