Innhold
- Hva er enkel harmonisk bevegelse?
- Hva er svingningsamplitude?
- Formel for frekvensen av svingning
- Type svingningsfrekvens
Oscillation er en type periodisk bevegelse. En bevegelse sies å være periodisk hvis den gjentar seg etter jevnlige tidsintervaller, som bevegelsen av en symaskinnål, bevegelse av tappene på en tuninggaffel og et legeme hengt opp fra en fjær. Hvis en partikkel beveger seg frem og tilbake langs den samme banen, sies bevegelsen å være svingende eller vibrerende, og Frekvens av denne bevegelsen er en av dens viktigste fysiske egenskaper.
Forskyvningen av en partikkel som utfører en periodisk bevegelse kan uttrykkes i form av sinus- og kosinusfunksjoner. Siden disse funksjonene kalles harmoniske funksjoner, er periodisk bevegelse også kjent som harmonisk bevegelse.
Hva er enkel harmonisk bevegelse?
Blant alle typer svingninger er enkel harmonisk bevegelse (SHM) er den viktigste typen. I SHM virker en styrke med ulik styrke og retning på partikkel. Det er viktig å merke seg at SHM har viktige bruksområder ikke bare innen mekanikk, men også innen optikk, lyd og atomfysikk.
En kropp sies å utføre en lineær enkel harmonisk bevegelse hvis
Ligningen F = –Kx brukes til å definere en lineær enkel harmonisk bevegelse (SHM), hvor F er størrelsen på den gjenopprette kraften; x er den lille forskyvningen fra middelposisjonen; og K er kraften konstant. Det negative tegnet indikerer at kraftretningen er motsatt retningen av forskyvningen.
Noen eksempler på enkel harmonisk bevegelse er bevegelsen av en enkel pendel for små svinger og en vibrerende magnet i en jevn magnetisk induksjon.
Hva er svingningsamplitude?
Tenk på en partikkel som utfører en svingning langs banen QOR med O som middelposisjon og Q og R som dens ekstreme posisjoner på hver side av O. Anta at partikkelen på et gitt øyeblikk av svingningen er på P. partikkelen fra sin gjennomsnittlige stilling kalles dens forskyvning (x) dvs. OP = x.
Forskyvningen måles alltid fra middelposisjonen, uansett hva som kan være utgangspunktet. Selv om partikkelen for eksempel går fra R til P, forblir forskyvningen fremdeles x.
De amplitude (EN) av svingningen er definert som den maksimale forskyvningen (xmax) av partikkelen på hver side av dens gjennomsnittlige stilling, dvs. EN = OQ = ELLER. EN blir alltid tatt som positiv, og derfor er amplituden til oscilleringsformelen bare størrelsen på forskyvningen fra middelposisjonen. Avstanden QR = 2_A_ kalles banen lengde eller omfang av svingning eller total bane for den oscillerende partikkelen.
Formel for frekvensen av svingning
Perioden (T) av svingningen er definert som tiden det tar av partikkelen å fullføre en svingning. Etter tid T, passerer partikkelen gjennom den samme posisjonen i samme retning.
Hyppigheten av oscillasjonsdefinisjonen er ganske enkelt antallet svingninger utført av partikkelen i løpet av ett sekund.
I T sekunder fullfører partikkelen en svingning.
Derfor antallet svingninger på ett sekund, dvs. frekvensen f, er:
f = frac {1} {T}Svingningsfrekvensen måles i sykluser per sekund eller Hertz.
Type svingningsfrekvens
Det menneskelige øret er følsomt for frekvenser som ligger mellom 20 Hz og 20.000 Hz, og frekvenser i dette området kalles lyd- eller lydfrekvenser. Frekvensene over området for menneskelig hørsel kalles ultralydfrekvenser, mens frekvensene som er under det hørbare området kalles infrasoniske frekvenser. Et annet veldig kjent begrep i denne ulempen er “supersonisk.” Hvis en kropp reiser raskere enn lydens hastighet, sies den å reise i supersoniske hastigheter.
Frekvenser for radiobølger (en svingende elektromagnetisk bølge) er uttrykt i kilohertz eller megahertz, mens synlig lys har frekvenser i området hundrevis av terrahertz.