rezgőmozgást
Tárgy: A oszcilláló mozgás. Az amplitúdó, időtartam és a frekvencia oszcilláció. Ingák. Pendulum.
Ingadozások nagyon gyakori típusa a mozgás. Ez lengő faágakat a szélben, a rezgés húrok hangszer, mozgását a dugattyút a hengerbe a motor az autó, az inga hinta a falióra, és még a dobogó szívünk.
Tekintsük a példa egy oszcilláló mozgást a két ingák - a menet és a rugó.
Plumb inga mutatja a 30. ábra Ez egy labdát csatolt egy vékony, könnyű izzószál. Ha a labda a elpártolnak egyensúlyi helyzetébe, és megjelent, akkor elkezd rezegni, azaz a. E. végrehajtásához ismétlődő mozgások, rendszeresen áthaladó egyensúlyi helyzetben.
A 31. ábrán egy rugó inga. Ez a teher, hogy rezegni hatására egy rugalmas rugó.
Az oszcillációs mozgást jellemző egy frekvenciát és amplitúdót oszcillációs frekvencia:
A - az amplitúdó; T - időszakban; V - frekvencia.
A rezgés amplitúdója - ez a maximális távolság, ahol az oszcilláló testet eltávolítjuk stabil egyensúlyi helyzete. A rezgés amplitúdója egységekben mérjük hosszúságú - méter, centiméter, stb ...
A rezgési periódus - az idő, amely alatt egy oszcilláló zajlik. A rezgési periódus egységekben mérjük az idő - másodperc, perc, stb ...
Az oszcillációs frekvencia - a rezgések száma készült 1 s. SI egysége frekvencia elemzi Hertz (Hz) német fizikus után H. Hertz (1857-1894).
Ha a rezgési frekvencia 1 Hz, ez azt jelenti, hogy minden második végeztünk egy oszcilláció. Ha, például a frekvencia v = 50 Hz, ez azt jelenti, hogy minden második végezzük 50 oszcillációk.
A T periódus és az oszcilláció frekvenciájának v kielégítik azonos képlet, mint hogy az időszak és a kezelés gyakorisága, amelyek láthatók a tanulmány az egyenletes körmozgás.
Ahhoz, hogy megtalálja az időszak az oszcilláció, szükség van ideje t, amelyre többször oszcillációk, osztva a n száma ezen rezgések:
Ahhoz, hogy megtalálja a rezgési frekvencia, meg kell osztania a rezgések száma az idő, amely alatt történt:
Amikor számítva a rezgések száma a gyakorlatban világosan meg kell érteni, hogy jelentése egy (teljes) oszcilláció. Ha például, az inga elkezd mozogni a helyzetben 1 (lásd. Ábra. 30), majd egy rezgés, így annak mozgását, amikor halad az egyensúlyi helyzet 0, akkor a végállásban, 2, azt vissza keresztül az egyensúlyi helyzet ismét 0 az 1-helyzetben.
Összehasonlítva képletek (17,1) és (17.2), azt látjuk, hogy az időszak és gyakorisága oszcilláció - kölcsönös érték, vagyis ..
Az oszcilláció testhelyzet folyamatosan változik. A telek a koordinátáit a rezgő test az idő nazyvayutgrafikom oszcillációk. A vízszintes tengely a grafikonon késlelteti idő t és a függőleges - az x koordináta. A modul az ezen koordináta azt jelzi, hogy milyen messze az egyensúlyi helyzetből oszcillál test (anyagi pont) egy adott időpontban. Amikor elhaladnak a test révén az egyensúlyi helyzet koordinátái előjel arra utal, hogy a test, a másik oldalon a középső pozícióba.
Az alakja a grafikon rezgések lehet megítélni alapján az alábbi vizsgálatokat.
Csatlakozás tavasszal inga íróeszköz (például egy kefével) és elmozdítja egyenletesen papír szalagot, mielőtt az oszcilláló test (ábra. 32). Brush felhívni a szalagon vonalon, amely forma eltér a grafikon a rezgések.
Feljegyzésére textil inga oszcilláció használhatja a telepítés a 33. ábrán látható Pendulum itt arra szolgál, hogy a csatorna a homok.
Ha egy rezgő garat, hogy mozog egy papír szalag (vagy deszka), kiöntése a homokot tölcsér hagyva egy jellegzetes nyomot
Kellően kicsi a súrlódás, és több mint a kis időközönként grafikonját rezgések a kalapácsok az egyes görbék szinuszos vagy szinuszos röviden.
Az ütemterv szerint oszcilláció jellemzők határozzák meg az összes rezgőmozgás. Például, a grafikon a 34. ábrán látható, leírja a rezgések egy amplitúdó a = 5 cm, és egy T periódus = 4 és V = frekvencia 1 / T = 0,25 Hz.
1. Hozd oszcillációk példákat. 2. Mi a neve az amplitúdó a rezgés? 3. Mi az az időszak, rezgés? 4. Az úgynevezett frekvencia a rezgés? 5. Mi az az egység, frekvencia rezgések? 6. Mi a különbség a tavaszi inga plumb? 7. Milyen erő hatására az izzószál esik inga miután kivettük az egyensúlyi helyzet? Hogy miért nem áll meg az egyensúlyi helyzet? 8. befolyása alatt egy rugó ereje inga rezgések?
Ingadozások a tavaszi és textil ingák, amelyek figyelembe vették az előző bekezdésekben, az úgynevezett szabad. Szabad oszcilláció áll elő „önmagában”, anélkül, hogy a befolyása a külső erők rendszeresen változik. A jelenléte az ilyen erő nevű kényszerrezgés.
autó remegés, mozgó egy rögös út, rezgés tat, a munkával kapcsolatos, a légcsavar, a mozgás a swing, hogy valaki rendszeresen kitolja - BEE kényszerrezgés.
Hogy tanulmányozza a kényszerű rezgés használhatja a telepítés 36. ábrán mutatjuk be A hajtókar fogantyúmegerősitő tavaszi inga. Az egységes fogantyú elforgatása a rakomány a rugó hatására kerülnek továbbításra periodikusan változó erők. Változó frekvenciája megegyezik a fogantyú sebesség, ez az erő hatására a terhelést elvégezni kényszerrezgés.
Annak ellenére, hogy a látszólagos hasonlóságok a szabad és kényszerrezgés, jelentős különbségek vannak.
Jelenléte miatt a súrlódás és ellenállás a közeg szabad rezgéscsillapított energiájukat és amplitúdója az idővel csökken. Kényszerrezgés a csillapítatlan: energiaveszteség során ezen rezgések kompenzálják beszerzésének energia forrásból származó külső erő.
A gyakorisága és időtartama a kényszerű oszcilláció bármi lehet; ezek egybeesnek a frekvencia és az átmeneti időszak változása egy külső erő (például sebességet gombot 36 az ábrán). Szabad rezgések léphetnek csak nagyon speciális frekvenciák és időszakok jellemzőitől függően a rezgő rendszer. Például, a rugó jellemzi egy inga m tömegű és merevsége k a rugó; őket, és határozzuk meg az időszakot a szabad rezgések a terhelés a tavasz:
Az az időszak, szabad rezgésének az inga textil nitil hosszától függ, és a gravitációs gyorsulás g:
A testtömeg rezgési periódus egy inga független menet.
Ismerve az időszak, meg lehet találni a frekvencia szabad rezgések. Ezt nevezik a természetes frekvenciája a rezgő rendszer. A neve annak a ténynek köszönhető, hogy mind a rezgő rendszer saját, és változtassa meg (anélkül, hogy a paraméterek változtatásával a rendszer) nem lehetséges.
A természet és a technológia találkozik ingadozások különböző frekvenciákon. Például, a természetes frekvenciája az inga lengő Isaac katedrálishoz St. Petersburg, 0,05 Hz; rezgési frekvenciája a vasúti kocsi a rugók körülbelül 1 Hz; hangvilla oszcillál frekvenciájú tíz hertz több kHz-es és a rezgési frekvenciája az atomok molekulák millióit érhetik megahertz!
Szabad rezgések bomlási idővel. Ezért a gyakorlatban gyakran nem áll rendelkezésre, és kényszerítette rezgéseket. Leggyakrabban ezeket használják a különböző rezgő gépek. Az egyik közülük - légkalapács - már ismertetett tankönyv osztály VII. Egy másik típusú vibrációs gépek kénytelen rezgések következtében keletkeztek időszakos hatások a kiegyensúlyozatlan forgó rotorok (úgynevezett kiegyensúlyozatlan tömegek). Egy példa a gép ilyen típusú vibromolot.
Vibromolot - .. Ez a sokk-vibrációs gép hajtására cölöpök a földbe különböző, csövek, stb Az áramkör a ez a gép a 37. ábrán mutatjuk Vibromolot keresztül rugós felfüggesztés 1 csatlakozik a halom 2. forgatása által excentrikus súly 3 Kényszerkonvekciós rezgések kíséretében az impulzusok pin 4 az üllőn 5 elsüllyedt halom. Föld alatt a halom fellazul, és a gravitáció leesik halom.
1. Mi az úgynevezett szabad rezgések? Adjon példát. 2. Milyen hívják kényszerrezgés? Adjon példát. 3. Melyik variációk - szabad vagy kényszerített - tartalmazza a következő jelenségeket: a dugattyú mozgását a belső égésű motor; táblázat okozta vibráció őszén nehéz tárgyakat; mozgása a tű a munka a varrógép; Függőleges mozgása az úszó, hogy a hullámok; húr rezgés miatt egyetlen expozíciót követő? 4. Miért van a szabad rezgések kihal az idő múlásával, és kényszerítette nem? 5. A frekvencia szabad rezgések határozzák meg? Ezért hívják a természetes frekvenciája a rezgő rendszer? 6. Melyek a képletek az az időszak, a szabad rezgések egy rugó inga és a gyapot? 7. mely gépek kénytelen rázásokat?