Prevádzkové kyvadlo - frekvencia kmitania

Parametre kmitavé procesy sú dobre známe fyzikálne koncepty - amplitúda a doba. Tak podľa kmitanie realizovať viac periodický zákon opakovaním proces zmeny fyzikálnej veličiny okolo strednej hodnoty alebo nula. Dajme tomu, že tento zákon má sínusový charakter. Takže, ak je funkcia F (x) tohto procesu je daná typom F (x) = K * sin (x), máme práve taký oscilačný funkciu, ktorá pamätať, hore a dole, hore a dole ...

Predpokladajme graf uvedeného funkciu v zásade ľubovoľnú hodnotu na osi Y označených y1, a pohybujúce sa pozdĺž osi X, Y 2 nájsť ďalší bod s hodnotou y1. Teraz, ak osi X, od bodu v2, odložiť interval rovnajúcu sa T = (y2 - y1), dostaneme bod V3, a to sa bude rovnať Y1 a Y2. Tvar grafu medzi týmito bodmi presne opakovať na všetkých nasledujúcich segmentoch rovná T. Preto sme našli parameter T pre proces popísaný vzorcom F (x) = K * sin (x), ktorá má pozoruhodnú vlastnosť, že sa mení v argumentu X T vedie k v celom rozsahu svojich hodnôt zmeny funkcie f (x). Pretože zmeny v osi X je neobmedzená v čase, inými slovami, počet cyklov T nekonečne veľa, máme cyklický, teda Opakujem, že zmena funkcie. Doba cyklu T sa označuje ako doba kmitania a sa meria v sekundách. Ale v stave techniky použiť meracie jednotky, ktorá sa nazýva frekvencia oscilácií, označený f a počíta f = 1 / T, jednotka sa nazýva Hertz (Hz). Frekvencia 1 Hz - je jedným kmitanie za sekundu.

Sme obklopení "ohromujúce" svete. Výkyvy - to znie, elektrický prúd v drôtoch, vibračný mechanizmus, svetlo, prílivy, rotácie planét a ... nepočítajú medzi nimi, tieto vibrácie. Všetky z nich majú dostatok konvenčné hranice ich frekvencia, povedzme "rad variácií." Napríklad frekvencia kmitania akustického zvukových frekvencií osobu - od 16 Hz do 20 kHz (1 kHz = 1000 Hz), a rozsah zvukových frekvencií hovorovo leží v rozsahu 100 - 4000 Hz. Dobre známy fakt, že nie všetci ľudia počujú celú škálu zvukov - Mnoho už 12-15 kHz počutia. Táto technika sa týka ultrazvukových vibrácií, 100, 200 kHz a vyššie. Podrobnosti mechanizmy môžu tiež kolísať v širokom rozsahu frekvencií - a zdieľať Hz a desiatky kHz. Ale väčšina z nich má širokú škálu elektromagnetických vĺn - od akcií a až tisíce miliónov Hz. V tejto globálnej spektre svetelných vĺn pôdy je veľmi malý, ale že sú vnímané našimi orgánmi zraku. Iný kmitočet v spektre svetelných vĺn určuje farbu viditeľného svetla - od červenej až fialovej.

Ale späť k "bodu nula". Veľmi často sa stáva, že je vhodné použiť mierne modifikované jednotiek. Takýto rafinovanosť umožňuje zjednodušiť veľa vzorcov a aby boli lepšie viditeľné. A to je vzhľadom k tomu, že sínusové oscilácie funkcie naznačuje možnosť použitia premenných v jednotkách merania uhlov - radiánoch alebo stupňoch. Ale v rovnakej dobe, vo výpočte "hýbe" stálych 2p, ktorá spolu s frekvencie sa nachádzajú v mnohých matematických výrazov. Potom sa rozhodla zaviesť upravenou mernú jednotku frekvencie, a pomenoval ju "cyklický frekvencie kmitania." Podstatou tohto zariadenia je, že jeho frekvencia je určená pre počet kmitov pri 2 * n sekúnd, tj 6,28 sec. Cyklický frekvencia sa vypočíta podľa vzorca ω = 2 * π * f. Príslušnosť k cyklické frekvencia je vyjadrená jeho jednotkou merania - radiánov za sekundu.

Oscilujúca systém má stále niektoré parametre, ktoré charakterizujú jej osobnosť. Vziať našu starú dobrú kyvadla a trochu slávnostný, znížiť ju do stavu procesu vibrácií - tik-tak, tik-tak. Ako to urobiť, keď je dosť tlačiť a ... osamote. Čo budeme vidieť? Kyvadlo sa pohybuje dostatočne dlho bez dodatočného použitia sily a jeho kmitočet sa nemení, a amplitúda sa postupne znižuje, pretože trecie sily v samotnom zariadení. Tieto výkyvy pri inicializácii po stlačení pohybe kyvadla, alebo akýkoľvek iný vibračný systém je určený iba parametre, tzv vlastné. Ak budeme predpokladať, že v rovnakom čase zastavenia sily sú rovné nule, a to je veľmi jednoduchá - všetko v našich rukách, ako kyvadlo, sa nazýva matematický, bude oscilovať navždy, a doba oscilácie možno vypočítať zo známeho, ktorý sa už stal klasický vzorec - C = 2 * * π √ l / g.

Z analýzy je možné vyvodiť dôležité závery: vlastné frekvencie kmitania kyvadla je určený len vnútorných parametrov systému - dĺžka závitu a veľkosti zrýchlenie zemskej gravitácie.