Innhold
I fysikk er en periode mengden av tid som kreves for å fullføre en syklus i et oscillerende system som en pendel, en masse på en fjær eller en elektronisk krets. I en syklus beveger systemet seg fra en startposisjon, gjennom maksimums- og minimumspoeng, og går deretter tilbake til begynnelsen før en ny, identisk syklus starter. Du kan identifisere faktorene som påvirker svingningsperioden ved å undersøke ligningene som bestemmer perioden for et oscillerende system.
Den svingende pendelen
Ligningen for perioden (T) for en svingende pendel er T = 2π√ (L ÷ g) der π (pi) er den matematiske konstanten, L er lengden på armen til pendelen og g er akselerasjonen av tyngdekraften som virker på pendelen. Undersøkelse av ligningen avslører at svingningsperioden er direkte proporsjonal med lengden på armen og omvendt proporsjonal med tyngdekraften; en økning i lengden av en pendelarm resulterer således i en påfølgende økning i svingningsperioden gitt en konstant gravitasjonsakselerasjon. En nedgang i lengden ville da resultere i en nedgang i perioden. For tyngdekraften viser det inverse forholdet at jo sterkere gravitasjonsakselerasjonen, desto mindre er svingningsperioden. For eksempel ville perioden med en pendel på jorden være mindre sammenlignet med en pendel med lik lengde på månen.
Mass on a Spring
Beregningen for perioden (T) til en fjær som svinger med en masse (m) er beskrevet som T = 2π√ (m ÷ k) hvor pi er den matematiske konstanten, m er massen festet til våren og k er våren konstant, som er relatert til vårens "stivhet." Svingningsperioden er derfor direkte proporsjonal med massen og omvendt proporsjonal med fjærkonstanten. En stivere fjær med konstant masse reduserer svingningsperioden. Å øke massen øker svingningsperioden. For eksempel spretter en tung bil med fjærer i fjæringen saktere når den treffer en støt enn en lett bil med identiske fjærer.
Bølge
Bølger som krusninger i en innsjø eller lydbølger som reiser gjennom luften, har en periode som tilsvarer frekvensens gjensidige. formelen er T = 1 ÷ f der T er svingningsperioden og f er bølgens frekvens, vanligvis målt i hertz (Hz). Når frekvensen av en bølge øker, reduseres perioden.
Elektroniske oscillatorer
En elektronisk oscillator genererer et oscillerende signal ved hjelp av elektroniske kretsløp. På grunn av det store utvalget av elektroniske oscillatorer, avhenger faktorene som bestemmer perioden av kretsutformingen. Noen oscillatorer setter for eksempel perioden med en motstand koblet til en kondensator; perioden avhenger av motstandens verdi i ohm multiplisert med kapasitansen i farader. Andre oscillatorer bruker en kvartskrystall for å bestemme perioden; fordi kvarts er veldig stabilt, angir det en oscillatorperiode med stor presisjon.