Veikianti švytuoklinis - vibracijos amplitudė

Tarp "amžinojo", kad "svyravimų" skyriuje fizikos programą mokykloje yra bene nostalgija - jam visada prisimenamas su tam tikru šiltu liūdesiu. Labai tikėtina, kad net kažkas, primindamas temą nemato, visų pirma, erkių tock, tik- taip ... švytuoklę - "sunkumo" vieneto iš fizikos kabineto. Tačiau laboratorija švytuoklė "tiksi", bet jos klasikinis viduramžių peržiūros visada atrodo, kad pasakyti, arkliukas, jo amžinojo erkių Srovė, tik- taip ... "Nemanykite sekundes žemyn." Šių nepretenzingas atrodantis prietaisų užduotis - parodyti, kad tai - svyravimų.

Mes suprantame pasaulį, ir mes pamatyti, kiek tai reiškia, aplink mus yra paprasta ir nesudėtinga veiksmų. Svyravimas - tai Fuko švytuoklė, ir valandos, ir elektros, radijo, televizijos, garso iš garsiakalbių ir mėgstamą mobilka - visai minios virpesių sistemų. Na, tada, prisiminkime, kas buvo mokoma mokykloje - nuo vibracijos, formules, grafikus amplitudė. Taigi, vibracija ... kas tai?

Viskas, kas mus supa yra "medžiaga taškas", kuris, kažkodėl, ne sėdėti. Į chaosą, kad įvairovė judėjimo vibracijos vadinamas procesas, kurio medžiaga taškas, kartais vadinama sistema visada grįžta į pusiausvyros padėtį, kai ji nukrypsta nuo jos daug kartų. Maksimalaus nuokrypis nuo pusiausvyros taško dydis yra virpesių amplitudė. Geriausia priemonė parodyti mechanines vibracijas, žinoma, yra senas geras švytuoklė - Gruzija (kamuolys, diskas arba lazdele), laikinai nušalintas nuo pokalbio. Fix it dar - ir čia yra pusiausvyros būsena. Paimkite apkrovą į šoną ir atleiskite, ką matote? Tai tiesa, jis pradės savo "Erkių Srovė": grįžti į pusiausvyros padėtį, jis nukreipiamas priešinga kryptimi, o tada vėl grįžta į pusiausvyros padėtį. Jei švytuoklė niekas netrukdo, tada jis yra neramus vėl atrėmė į šoną ... ir taip nuolat, kol dėl trinties jėga, ji vis dar nesustojo.

Jis tiesiog taip atsitiko, kad bet koks daiktas turintis masę, dydį ir kitas savybes, turi būti daug funkcijų, kad gali būti unikaliai apibūdina šį "medžiaga tašką", todėl, kad jo elgesys nuo sąveikos su aplinka buvo nuspėjama, logiška ir suprantama rinkinį. Tokios savybės yra švytuoklės svyravimų amplitudės ir laikotarpį. Kiti dažniausiai naudojami parametrai -, originalus dariniai, jie yra neatskiriama iš jų (fazės) arba papildomų skaičiavimų (dažnių) rezultatas.

Kitas žingsnis yra studijuoti į patrauklių pasaulis vibracijos - paprastas eksperimentas, siekiant nustatyti mūsų objekto parametrus - švytuoklę. švytuoklė prietaisas yra lengviau niekur - verpalai kamuolys, sustabdymo taškas. Kaip rasti apie švytuoklės svyravimų amplitudė? Taip, taip paprasta, kad šios patirties, kaip sakoma, ir virtuvė gali padaryti. Viskas yra lengva (tam tikrose ribose). Originali problema: yra švytuoklė sustabdytas nuo lubų - metalinis diskas ant sriegio. Esame suinteresuoti disko nukrypimus nuo pusiausvyros padėties vertę. Kai nejudamą švytuoklę, daro dėmesį pusiausvyros tašką ant sienos arba ant rinkinys už popieriaus ekraną. Push diską. Švytuoklė pradės virpėti, o disko šešėlis bus "padaryti" trajektoriją ekrane. Perkraustymo lazdą (galite pieštukas) ekrane randame paskutinį tašką, kai iš tolimiausio taško uždarymo mūsų indeksą svyravimų šešėlis, ir daro ženklą. Atstumas nuo pusiausvyros taško iki ženklo ir Švytuoklės valios svyravimų amplitudės. Tiesa, tai yra lengva? O kas būtų abejoti.

Žinoma, tai yra įmanoma "modernizuoti" eksperimentą su elektronikos varpai ir švilpukai foto davikliais arba naudoti lazerinį atstumo matuoklis, matuoti iki kai kurių patrauklių skaičiai po kablelio, bet nieko negali pakeisti savo esmę - tai matavimas yra didžiausias nuokrypis švytuoklės nuo pusiausvyros padėties, ty išmatuota amplitudė. Darbas, kurį mes turime patirties, lengvai atrasti "paslaptį" švytuoklės - amplitudė virpesiai priklauso tik nuo pradinių sąlygų, ty iš tikrųjų pirmojo impulso forma, kuri suskaidytas pusiausvyrą arba pradinė energijos perduodamą osciliatoriaus sistemą, kai švytuoklė yra nukreipiamas tam tikru kampu nuo jos pusiausvyros padėties jėga.