Pendul de operare - amplitudinea vibrațiilor

Printre secțiunea „Eterna“ pentru „fluctuațiile“ școlii pentru programul de fizică este, probabil, cel mai nostalgic - pentru el întotdeauna amintit cu unele tristețe caldă. Este puțin probabil ca cineva chiar, reamintind subiectul nu vede, în primă instanță, bifați-tac, tik- așa că ... pendul - „seriozitate“, a unității din cabinetul fizicii. Cu toate acestea, pendul de laborator „ticăie“, dar vederile sale clasice medievale par întotdeauna să spun, balansoar, etern lui tic-tac, tik- așa că ... „Nu cred că de secunde în jos.“ Sarcina acestor dispozitive fără pretenții, cu aspect - să demonstreze că este - fluctuații.

Noi înțelegem lumea, și vom vedea cât de mult înseamnă în jurul nostru este o acțiune simplă și fără complicații. Fluctuația - acest pendul Foucault, și ore, și energie electrică, radio, TV, sunetul de la difuzor și mobilka favorit - o mulțime întreagă de sisteme oscilatorii. Ei bine, atunci, să ne amintim ce a fost învățat în școală - amplitudinea vibrațiilor, formule, grafice. Astfel, vibratiile ... ce este?

Tot ceea ce ne înconjoară este un „punct material“, care, din anumite motive, nu a sta încă. În haosul, vibrațiile de mișcare diversitate numită procesul prin care un punct material, este numit uneori sistemul întotdeauna se întoarce la poziția sa de echilibru atunci când se abate de la ea de multe ori. Magnitudinea deformarea maximă din punctul de echilibru este amplitudinea de oscilație. Cel mai bun instrument pentru a demonstra vibrațiile mecanice, desigur, este bun pendul vechi - Georgia ( cu bile, cu disc sau tijă), suspendat de un fir. Fix încă - și aici este starea de echilibru. Ia sarcina în lateral și drumul de ceea ce vezi? Asta-i drept, ea va începe sa „tick-tock“: revenirea la poziția de echilibru, deviat în direcția opusă, și apoi din nou revine la poziția de echilibru. În cazul în care pendulul nu este nimic pentru a preveni, atunci el este neliniștit din nou deviat spre partea ... și așa mai departe în mod continuu , până când, datorită forței de frecare, încă nu s- au oprit.

Pur și simplu sa întâmplat ca orice obiect având în masă, mărimea și alte caracteristici, trebuie să conțină un set de caracteristici care pot fi descrie în mod unic în acest „punct material“, astfel încât comportamentul său din interacțiunea cu mediul a fost previzibil, logic și ușor de înțeles. Aceste caracteristici sunt pendul amplitudinea de oscilație și perioada. Alți parametri utilizați în mod obișnuit - derivatele original, ele sunt parte integrantă a acestora (fază) sau rezultatul unor calcule (frecvență).

Următorul pas este de a studia lumea fascinantă a vibrațiilor - un experiment simplu pentru a determina parametrii obiectului nostru - pendulul. Dispozitiv de pendul este mai ușor de nicăieri - fire cu bile, punctul de suspendare. Cum de a găsi amplitudinea oscilațiilor unui pendul? Da, atât de ușor, la această experiență, cum se spune, iar bucătăria ar putea face. Totul este ușor (în anumite limite). Problema inițială: există un pendul suspendat de tavan - un disc metalic pe firul. Suntem interesați în valoarea abaterilor de disc de pe poziția de echilibru. Atunci când pendulul staționar face o notă de punct de echilibru pe perete sau pe un set în spatele unui ecran de hârtie. Împingeți discul. Pendulul va începe să oscileze, iar umbra discului va „trage“ traiectorie a ecranului. Mutarea stick-ul (puteți creion) de pe ecran, găsim ultimul punct, atunci când umbra oscilațiilor în punctul extrem al închiderii index, și face un semn. Distanța de la punctul de echilibru la marca și amplitudinea oscilațiilor voinței pendul. Adevărat, este ușor? Și cine s-ar îndoi.

Desigur, este posibil să se „modernizeze“ experimentul cu clopote electronice și senzori foto fluiere sau de a folosi un laser metru distanță, pentru a măsura până la câteva cifre atractive după virgulă, dar nimic nu poate schimba esența ei - o măsurătoare este cea mai mare valoare a pendulului din poziția de echilibru, și anume, amplitudinea măsurată. Lucrarea pe care o avem experiența de a descoperi cu ușurință un „secret“ al pendulului - amplitudinea oscilațiilor depinde numai de condițiile inițiale, și anume, de fapt, puterea primului impuls, care a rupt echilibrul sau sistem oscilant comunicat inițial de energie atunci când pendulul este deviată de un anumit unghi față de poziția sa de echilibru.