Ruten pendel - vibrasjonsamplitude

Blant de "evig" for "svingninger" i skolen for fysikk programmet er kanskje den mest nostalgiske - for ham alltid husket med litt varm tristhet. Det er usannsynlig at selv noen, minner faget ikke se, i første omgang, tikk-takk, tik- så ... pendel - "alvoret" av enheten fra skapet i fysikk. Men laboratorium pendel "tikker", men dens klassiske middelalderske utsikt alltid synes å si, rock, hans evige tick-tock, tik- så ... "Ikke tenk på sekunder ned." Oppgaven til disse upretensiøs utseende enheter - for å vise at det er - svingninger.

Vi forstår verden, og vi ser hvor mye det betyr rundt oss er enkel og ukomplisert handling. Svingninger - dette Foucaults pendel, og timer, og elektrisitet, radio, TV, lyd fra høyttaleren og favoritt mobilka - en hel flokk av oscillerende systemer. Vel, da, la oss huske hva som ble undervist i skolen - amplituden til vibrasjonene, formler, grafer. Dermed vibrasjonene ... hva er det?

Alt som omgir oss er en "vesentlig punkt", som av en eller annen grunn, ikke sitte stille. I kaoset, mangfoldet bevegelses vibrasjonene kalt den prosess ved hvilken et materiale punkt, blir noen ganger kalt system alltid tilbake til sin likevektstilling når den avviker fra det mange ganger. Størrelsen av den maksimale utslag fra likevektspunktet er svingningsamplituden. Den beste instrument for å demonstrere de mekaniske vibrasjoner, selvfølgelig, er god gammel pendel - Georgia (kule, plate eller stang), opphengt i en tråd. Fiks det fortsatt - og her er den tilstand av likevekt. Ta belastningen til side og gi slipp på det du ser? Det er riktig, vil den starte sin "tikk-takk": tilbake til likevekt posisjon, forandret retning i motsatt retning, og så igjen tilbake til likevektsposisjon. Hvis pendelen er noe til hinder, så han er urolig igjen avbøyes til siden ... og så kontinuerlig til, på grunn av friksjonskraften, det fortsatt ikke stoppe.

Det nettopp seg slik at enhver gjenstand som har masse, størrelse og andre egenskaper, må inneholde et sett av funksjoner som kan være entydig beskrive denne "materiale point", slik at dens oppførsel fra interaksjon med omgivelsene var forutsigbar, logisk og forståelig. Slike egenskaper er pendel svingningsamplitude og periode. Andre vanlige parametere - derivatene av den opprinnelige, de er en integrert del av dem (fase) eller resultatet av ytterligere beregninger (frekvens).

Det neste trinnet er å studere den fascinerende verden av vibrasjoner - et enkelt eksperiment for å bestemme parametrene av våre objekt - pendelen. pendel innretning er lettere å steds - garn ball, opphengningspunktet. Hvordan finne amplitude av svingninger av en pendel? Ja, så lett, til denne opplevelsen, som de sier, og kjøkkenet kunne gjøre. Alt er lett (innen visse grenser). Det opprinnelige problemet: det er en pendel suspendert fra taket - en metallskive på tråden. Vi er interessert i verdien av skive avvik fra likevektsposisjon. Når stasjonær pendelen gjør et notat av balansepunkt på veggen, eller på et sett bak et papir skjerm. Skyv platen. Pendelen vil begynne å oscillere, og skyggen av platen vil "tegne" bane på skjermen. Flytte pinne (du kan blyant) på skjermen, finner vi det siste punktet, når skyggen av svingninger i ekstreme synspunkt lukke indeksen vår, og gjør en mark. Avstanden fra likevektspunktet til merket, og amplituden av de svingninger av pendel vilje. Sant nok, er det lett? Og hvem ville tvile.

Selvfølgelig er det mulig å "modernisere" forsøket med elektronisk dilldall bilde sensorer eller bruke en laser avstandsmåler, for å måle seg med noen attraktive tall etter komma, men ingenting kan endre sin essens - en måling er størst avvik av pendelen fra likevektsposisjonen, dvs. målte amplitude. Arbeidet som vi har erfaring for enkelt å oppdage en "hemmelig" av pendelen - amplitude svinging avhenger bare av startbetingelsene, dvs. faktisk styrken av den første impuls, som er brutt likevekt eller initial energi kommunisert svingesystem når pendelen avbøyes av en viss vinkel fra sin likevektsstilling.