ישנם סוגים שונים של תנודות בפיסיקה, המאופיינות בפרמטרים מסוימים. שקול את ההבדלים העיקריים שלהם, סיווג על פי גורמים שונים.
על ידי תנודה הוא תהליך שבו במרווחי זמן קבועים המאפיינים העיקריים של התנועה יש את אותם ערכים.
שיחות תקופתיות הן תנודות כאלה שבהן ערכי הכמויות הבסיסיות חוזרים על עצמם במרווחים שווים של זמן (תקופת תנודה).
שקול את הסוגים העיקריים של תנודות הקיימות בפיזיקה בסיסית.
תנודות חופשיות הן אלה המתרחשות במערכת שאינה חשופה להשפעות משתנות חיצוניות לאחר הטלטלה הראשונית.
כדוגמה של תנודות חופשי הוא המטוטלת מתמטית.
אלו סוגים של תנודות מכניות המתרחשות במערכת תחת פעולה של כוח משתנה חיצוני.
מטבע פיזי, את הסוגים הבאים של תנועות תנודות נבדלים:
סוגי הרטט באינטראקציה עם הסביבה מבדילים כמה קבוצות.
תנודות כפויות מופיעות במערכת תחת פעולה של פעולה תקופתית חיצונית. כדוגמאות לסוג זה של רטט, אנו יכולים לשקול את תנועת הידיים, העלים על העצים.
עבור תנודות הרמוניות מאולצות, אפשרי הופעה של תהודה, שבה, עם ערכים שווים של תדירות ההשפעה החיצונית והמתנד, עם עלייה חדה במשרעת.
אלה תנודות טבעיות במערכת תחתעל ידי השפעת כוחות פנימיים לאחר הוצאתו משיווי המשקל. הגרסה הפשוטה ביותר של תנודות חופשיות היא תנועת משקל שתלוי על חוט או מחובר לקפיץ.
תנודות עצמיות הן הסוגים שבהםלמערכת יש אספקה מסוימת של אנרגיה פוטנציאלית, שהולכת לגרום לרטט. המאפיין המובהק שלהם הוא העובדה שהמשרעת מאופיינת בתכונות המערכת עצמה, ולא בתנאים הראשוניים.
עבור תנודות אקראיות, לעומס החיצוני יש ערך אקראי.
לכל מצבי הרטט מאפיינים מסוימים, אותם יש להזכיר בנפרד.
המשרעת נקראת סטייה מקסימלית ממצב שיווי המשקל, סטיית הערך התנודתי, היא נמדדת במטרים.
התקופה היא הזמן של תנודה מלאה אחת שדרכה חוזרים על מאפייני המערכת, מחושבים בשניות.
התדירות נקבעת על ידי מספר התנודות ליחידת זמן, היא פרופורציונאלית הפוכה לתקופת התנודה.
שלב התנודה מאפיין את מצב המערכת.
רטט מסוג זה מתרחש על פי החוקקוסינוס או סינוס. פורייה הצליח לקבוע כי ניתן לייצג כל תנודה תקופתית כסכום של שינויים הרמוניים על ידי הרחבת פונקציה מסוימת בסדרת פורייה.
לדוגמה, שקול מטוטלת עם תקופה מסוימת ותדירות מחזורית.
במה מאופיינים סוגים אלה של רעידות?הפיזיקה רואה את המטוטלת המתמטית כמערכת אידיאלית, המורכבת מנקודה חומרית, שתלויה על חוט בלתי ניתן להרחבה חסרת משקל, מתנודדת בהשפעת כוח הכבידה.
לסוגים אלה של רעידות יש כמות מסוימת של אנרגיה, הם נפוצים בטבעם ובטכנולוגיה.
בתנועה מתנדנדת ממושכת, הקואורדינטות של מרכז המסה שלה משתנות ועם זרם חילופין, ערך הזרם והמתח במעגל משתנה.
ישנם סוגים שונים של רעידות הרמוניות על פי אופיים הפיזי: אלקטרומגנטית, מכנית וכו '.
תנודות מאולצות הן טלטול של רכב שנע בכביש לא אחיד.
סוגים אלה של גלים אלקטרומגנטיים שונים זה מזהמאפיינים פיזיים. נוכחות ההתנגדות של המדיום וכוח החיכוך מובילים לשיכוך ויברציות חופשיות. במקרה של תנודות מאולצות מפצים את הפסדי האנרגיה על ידי הקלט הנוסף ממקור חיצוני.
תקופת מטוטלת קפיצית מחברת את מסת הגוף וקשיחות הקפיץ. במקרה של מטוטלת מתמטית, זה תלוי באורך החוט.
בתקופה ידועה תוכלו לחשב את התדירות הטבעית של מערכת התנודות.
בטכנולוגיה ובטבע יש רעידות עםערכי תדרים שונים. לדוגמא, מטוטלת המתנודדת בקתדרלת סנט אייזיק בסנט פטרסבורג בתדירות של 0.05 הרץ, ואילו לאטומים מדובר בכמה מיליוני מגה-הרץ.
לאחר פרק זמן מסוים,דעיכת תנודות חופשיות. לכן משתמשים בתנודות מאולצות בפועל אמיתי. הם מבוקשים במגוון מכונות רטט. פטיש רוטט הוא מכונת רטט הלם, המיועדת להנעת צינורות, כלונסאות ומבני מתכת אחרים לקרקע.
מאפיין מצבי הרטט מניחניתוח פרמטרים פיזיים בסיסיים: מטען, מתח, זרם. כמערכת אלמנטרית, המשמשת לצפייה בתנודות אלקטרומגנטיות, קיים מעגל תנודה. זה נוצר כאשר סליל וקבל מחוברים בסדרה.
כאשר המעגל סגור, נוצרות בו תנודות אלקטרומגנטיות חופשיות הקשורות לשינויים תקופתיים במטען החשמלי על הקבל ובזרם בסליל.
הם חופשיים בשל העובדה שבמהלך ביצועם אין השפעה חיצונית, אלא משתמשים רק באנרגיה המאוחסנת במעגל עצמו.
אם אנו רואים בהתנגדות הסליל אפס, ונקח את תקופת התנודה כ- T, נוכל לשקול תנודה אחת שלמה המבוצעת על ידי המערכת.
בהיעדר השפעה חיצונית, דרךבמשך פרק זמן מסוים, נצפית הנחתה של התנודה האלקטרומגנטית. הסיבה לתופעה זו תהיה פריקה הדרגתית של הקבל, כמו גם ההתנגדות שיש לסליל בפועל.
לכן במעגל אמיתי ישתנודות לחות. ירידה במטען על הקבל מובילה לירידה בערך האנרגיה בהשוואה למחוון המקורי שלו. בהדרגה, הוא ישוחרר בצורה של חום על חוטי החיבור והסליל, הקבל ישוחרר לחלוטין, והתנודה האלקטרומגנטית תסתיים.
כל תנועה שיש לה מסויםמידת ההישנות הן תנודות. לדוגמא, מטוטלת מתמטית מאופיינת בסטייה שיטתית בשני הכיוונים מהמיקום האנכי ההתחלתי.
עבור מטוטלת קפיצית, תנופה אחת מלאה מתאימה לתנועתה מעלה ומטה מהמצב ההתחלתי.
במעגל חשמלי שיש בוקיבולת והשראות, יש חזרה על המטען על לוחות הקבל. מה הסיבה לתנועות התנודות? המטוטלת מתפקדת מכיוון שכוח המשיכה מכריח אותה לחזור למקומה המקורי. במקרה של קפיץ מודל, פונקציה דומה מבוצעת על ידי הכוח האלסטי של הקפיץ. עוברים את מיקום שיווי המשקל, לעומס יש מהירות מסוימת, ולכן על ידי האינרציה הוא עובר מעבר למצב האמצעי.
ניתן להסביר תנודות חשמליות בהפרש הפוטנציאלי הקיים בין לוחות הקבל הטעון. גם כשהוא משוחרר לחלוטין, הזרם לא נעלם, הטעינה מתבצעת.
בטכנולוגיה המודרנית משתמשים ברטטים השונים באופן משמעותי באופיים, במידת החזרה, באופיים וגם ב"מנגנון "המראה שלהם.
תנודות מכניות נוצרות על ידי מיתריםכלי נגינה, גלי ים, מטוטלת. תנודות כימיות הקשורות לשינוי בריכוז המגיבים נלקחות בחשבון בעת ביצוע אינטראקציות שונות.
תנודות אלקטרומגנטיות מאפשרות ליצור מכשירים טכניים שונים, למשל טלפון, מכשירים רפואיים אולטרה סאונד.
תנודות הבהירות של הקפאידים מעניינות במיוחד באסטרופיזיקה; מדענים ממדינות שונות בוחנים אותם.
כל מיני רעידות קשורות קשר הדוק לענקמספר התהליכים הטכניים והתופעות הפיזיקליות. יש להם חשיבות מעשית רבה בבניית מטוסים, בניית ספינות, בניית מתחמי מגורים, הנדסת חשמל, אלקטרוניקה רדיו, רפואה ומדעי יסוד. דוגמה לתהליך נדנוד אופייני בפיזיולוגיה היא תנועת שריר הלב. רטט מכני נמצא בכימיה אורגנית ואורגנית, מטאורולוגיה, כמו גם בתחומי מדע טבע רבים אחרים.
המחקרים הראשונים של המטוטלת המתמטית היושבוצעו במאה השבע עשרה, ובסוף המאה התשע עשרה, מדענים הצליחו לבסס את אופי הגלים האלקטרומגנטיים. המדען הרוסי אלכסנדר פופוב, הנחשב ל"אבי "תקשורת הרדיו, ערך את הניסויים שלו בדיוק על בסיס תורת התנודות האלקטרומגנטיות, תוצאות מחקריהם של תומסון, הויגנס, ריילי. הוא הצליח למצוא יישום מעשי לתנודות אלקטרומגנטיות, להשתמש בהן להעברת אות רדיו למרחק רב.
אקדמאי פ.נ.במשך שנים רבות לבדב ערך ניסויים הקשורים להשגת תנודות אלקטרומגנטיות בתדירות גבוהה באמצעות שדות חשמליים מתחלפים. הודות לניסויים רבים הקשורים לסוגים שונים של רעידות, מדענים הצליחו למצוא אזורים לשימושם האופטימלי במדע ובטכנולוגיה המודרניים.
