Operasi pendulum - frekuensi osilasi

Parameter proses osilasi adalah konsep fisik terkenal - amplitudo dan periode. Jadi, di bawah getaran menyadari hukum periodik beberapa dengan mengulangi proses mengubah kuantitas fisik di sekitar nilai rata-rata atau nol. Mari kita berasumsi bahwa undang-undang ini memiliki karakter sinusoidal. Jadi, jika fungsi F (x) dari proses ini diberikan oleh jenis F (x) = K * sin (x), kita baru saja fungsi seperti berosilasi, yang, ingat, atas dan bawah, atas dan bawah ...

Perhatikan grafik fungsi mengatakan dari, pada prinsipnya, nilai apapun pada sumbu Y dilambangkan y1, dan bergerak sepanjang sumbu X, y2 menemukan titik berikutnya dengan nilai y1. Sekarang, jika sumbu X, dari titik v2, menunda selang sama dengan T = (y2 - y1), kita mendapatkan titik v3 dan itu akan sama dengan y1 dan y2. Bentuk grafik antara titik-titik ini persis diulang pada semua segmen berikutnya sama T. Dengan demikian kita telah menemukan parameter T untuk proses dijelaskan dengan rumus F (x) = K * sin (x), yang memiliki properti yang luar biasa yang mengubah dalam argumen X T menyebabkan perubahan dalam fungsi F (x) atas seluruh rentang nilai nya. Karena perubahan sumbu X tidak terbatas dalam waktu, dengan kata lain, jumlah siklus T jumlah yang tidak terbatas, kita telah bersepeda, yaitu, Saya ulangi, perubahan fungsi. waktu siklus T disebut periode osilasi dan diukur dalam detik. Tapi lebih diterima dalam seni untuk menggunakan unit pengukuran, yang disebut frekuensi osilasi, dinotasikan f dan menghitung f = 1 / T, unit itu disebut Hertz (Hz). Frekuensi 1 Hz - adalah salah satu osilasi per detik.

Kita dikelilingi oleh dunia "mengejutkan". Fluktuasi - kedengarannya, arus listrik di kabel, mekanisme getaran, lampu, pasang surut, rotasi planet-planet, dan ... tidak menghitung mereka di antara, getaran tersebut. Semua dari mereka memiliki batas-batas konvensional cukup frekuensi mereka, mengatakan "berbagai variasi." Sebagai contoh, frekuensi osilasi terdengar frekuensi suara orang - dari 16 Hz sampai 20 kHz (1 kHz = 1000 Hz), dan berbagai frekuensi suara bahasa sehari-hari terletak pada kisaran 100-4.000 Hz. Sebuah fakta yang diketahui bahwa tidak semua orang mendengar seluruh jajaran suara - banyak sudah 12-15 kHz pendengaran. Teknik ini berlaku getaran ultrasonik 100, 200 kHz dan di atas. Rincian mekanisme juga dapat berfluktuasi dalam berbagai macam frekuensi - dan berbagi Hz dan puluhan kHz. Tapi kebanyakan memiliki berbagai gelombang elektromagnetik - dari saham dan hingga ribuan jutaan Hz. Dalam spektrum global dari gelombang cahaya tanah sangat kecil, tetapi bahwa mereka dirasakan oleh kami organ penglihatan. frekuensi osilasi yang berbeda dalam spektrum gelombang cahaya menentukan warna cahaya tampak - dari merah ke ungu.

Tapi kembali ke "satu persegi." Sangat sering, akan lebih mudah untuk menggunakan unit yang sedikit dimodifikasi. kecerdasan tersebut memungkinkan untuk menyederhanakan banyak rumus dan membuat mereka lebih terlihat. Dan ini adalah karena fakta bahwa fungsi osilasi sinusoidal menunjukkan kemungkinan untuk menggunakan variabel dalam satuan pengukuran sudut - radian atau derajat. Tetapi pada saat yang sama, dalam perhitungan dari "merinding" konstan 2p, yang, bersama-sama dengan frekuensi ditemukan di banyak ekspresi matematika. Kemudian mereka memutuskan untuk memperkenalkan unit modifikasi dari pengukuran frekuensi, dan memberinya nama "siklik frekuensi osilasi." Inti dari unit ini adalah bahwa frekuensi ditentukan untuk jumlah osilasi selama 2 * detik π, yaitu 6,28 detik. frekuensi siklik dihitung dengan rumus ω = 2 * π * f. Milik frekuensi siklik dinyatakan oleh unitnya pengukuran - radian per detik.

sistem berosilasi memiliki masih beberapa parameter yang menjadi ciri kepribadiannya. Ambil pendulum tua yang baik dan sedikit serius, mengurangi ke keadaan proses getaran - tik-tok, tik-tok. Untuk melakukan ini sekali sudah cukup untuk mendorong dan ... dibiarkan saja. Apa yang akan kita lihat? Sebuah bandul berosilasi cukup lama tanpa aplikasi tambahan kekuatan, frekuensi osilasi yang tidak berubah, dan amplitudo berkurang secara bertahap, karena gaya gesek di perangkat yang sebenarnya. fluktuasi seperti saat inisialisasi setelah menekan gerakan pendulum, atau sistem getaran lainnya hanya ditentukan oleh parameter, yang disebut sendiri. Jika kita berasumsi bahwa pasukan pada saat yang sama berhenti sama dengan nol, dan itu sangat sederhana - semua di tangan kami, pendulum seperti itu, hal itu disebut matematika, akan berosilasi selamanya, dan periode osilasi dapat dihitung dari dikenal, yang telah menjadi klasik, rumus - C = 2 * π * √ l / g.

Dari analisis itu adalah mungkin untuk membuat kesimpulan penting: frekuensi alami osilasi pendulum hanya ditentukan oleh parameter internal sistem - panjang benang dan besarnya percepatan gravitasi bumi.