物理学の学校カリキュラムの「永遠の」トピックの中で「ためらい」のセクションはおそらく最もノスタルジックです-それは一種の暖かい悲しみでそれについて常に記憶されています。このトピックを覚えている人は、まず第一に、カチカチ音をたてる、カチカチ音をたてる...振り子は、物理学の教室で「最も深刻な」デバイスです。確かに、実験用振り子は「カチカチ」しませんが、古典的な中世の外観では、常に揺れているように見え、永遠のカチカチ音、カチカチ音がします...「数秒で考えないでください」。そして、これらの気取らない外観のデバイスのタスクは、それが何であるかを明確に示すことです-振動。
私たちは世界を知り、それがどれほど意味があるかを知るようになります私たちの周りには、そのような単純で単純な行動があります。振動はフーコーの振り子、時計、電気、ラジオ、テレビ、スピーカーからの音であり、お気に入りの携帯電話はたくさんの振動システムです。まあ、まあ、彼らが学校で教えたことを思い出しましょう-変動の振幅、式、グラフィックス。だからためらう...それは何ですか?
私たちを取り巻くものはすべて「重要なポイント」ですどういうわけか、じっと座っていることができない人。このさまざまな動きの混沌の中で、振動はプロセスと呼ばれ、質点(システムと呼ばれることもあります)が何度も逸脱すると常に平衡位置に戻ります。この場合、平衡点からの最大偏差の値は、振動の振幅と呼ばれます。もちろん、機械的振動を実証するための最良の装置は、古き良き振り子、つまり糸から吊るされた荷物(ボール、ディスク、またはロッド)です。動かないように修正します-そしてこれがバランスの状態です。荷物を脇に置いて放します、何が見えますか?そうです、彼は彼の「カチカチ音をたてる」を開始します:平衡位置に戻り、反対方向に逸脱し、そして再び平衡位置に戻ります。振り子に干渉するものが何もない場合、落ち着きがなく、再び横にずれます...そして摩擦力のためにそれがまだ停止するまで、継続的に。
たまたま、質量、サイズ、およびその他の特徴的な機能には、環境との相互作用による動作が予測可能、論理的、および理解可能であるように、特定の「マテリアルポイント」を一意に記述できる一連の特性が必然的に含まれます。振り子のこれらの特性は、振動の振幅と周期です。他の頻繁に使用されるパラメーターは、元のパラメーターから派生したものであり、それらは有機部分(位相)または追加の計算の結果(周波数)です。
魅力的な世界を探索する次のステップ振動-オブジェクトのパラメータを決定するための最も簡単な実験-振り子。振り子の装置はどこにも簡単ではありません-糸、ボール、サスペンションポイント。そのような振り子の振動の振幅を見つける方法は?彼らが言うように、そのような経験は台所で行うことができるほど簡単です。すべてが簡単です(特定の制限内)。最初の問題:天井から吊り下げられた振り子があります-スレッド上の金属ディスク。平衡位置からのディスクの偏差の大きさに関心があります。振り子が静止した状態で、壁または背面に取り付けられた紙のスクリーンにバランスポイントをマークします。ディスクを押してみましょう。振り子が振動し始め、ディスクからの影が画面上に軌道を「描画」します。画面上でスティック(鉛筆を使用できます)を動かすと、影が極値で振動しているときにポインターを閉じてマークを付ける最後のポイントを見つけます。平衡点からマークまでの距離は、振り子の振動の振幅です。難しいじゃないですか。そして、誰が疑っていただろう。
もちろん、実験を「近代化」することもできますフォトセンサーを備えた電子ベルやホイッスル、またはレーザー距離計を使用して、魅力的な小数点以下の桁数の精度でそれらを測定しますが、その本質を変えることはできません-平衡位置からの振り子の最大偏差の測定、つまり振幅が測定されます。私たちの実験では、振り子の「秘密」を1つ見つけるのは簡単です。その振動振幅は、初期条件にのみ依存します。実際、振り子が平衡位置から特定の角度で偏向したときに、平衡状態を混乱させる最初の衝撃の力、または振動システムに与えられた初期エネルギーから。