Det er forskjellige typer svingninger i fysikk, preget av visse parametere. Vurdere deres viktigste forskjeller, klassifisering etter forskjellige faktorer.
Med svingning menes en prosess der, med like tidsintervaller, de grunnleggende egenskapene til bevegelsen har de samme verdiene.
Periodiske svingninger kalles svingninger der verdiene av grunnleggende mengder gjentas med jevne mellomrom (svingningsperiode).
Vurder hovedtypene vibrasjoner som finnes i grunnleggende fysikk.
Gratis kalles vibrasjoner som oppstår i et system som ikke blir utsatt for ytre variabel påvirkning etter det første sjokket.
Som et eksempel på frie svingninger er en matematisk pendel.
De typene mekaniske vibrasjoner som oppstår i systemet under påvirkning av en ekstern variabel kraft.
Av sin fysiske karakter skilles følgende typer svingende bevegelser ut:
Typer svingninger i samspill med miljøet skiller flere grupper.
Tvangssvingninger vises i systemet under en ekstern periodisk handling. Som eksempler på denne typen vibrasjoner kan vi vurdere hendene, bladene på trærne.
For tvungne harmoniske svingninger er utseendet til en resonans mulig, der for like verdier av frekvensen for den ytre handlingen og oscillatoren med en kraftig økning i amplituden.
Dette er naturlige vibrasjoner i systemet underinnflytelsen fra indre krefter etter når den vil bli fjernet fra likevektstilstanden. Det enkleste alternativet for frie vibrasjoner er bevegelsen av lasten, som er hengt opp på en tråd, eller festet til en fjær.
Selvsvingninger kalles arter dersystemet er en viss reserve av potensiell energi, som går til å begå svingninger. Deres kjennetegn er det faktum at amplituden er preget av egenskapene til selve systemet, og ikke av de opprinnelige forholdene.
For tilfeldige svingninger har den eksterne belastningen en tilfeldig verdi.
Alle typer vibrasjoner har visse egenskaper, som bør nevnes separat.
Amplitude er det maksimale avviket fra likevektsposisjonen, avviket for en svingende mengde, det måles i meter.
Perioden er tiden for en fullstendig svingning, gjennom hvilken egenskapene til systemet gjentas, beregnet i sekunder.
Frekvensen bestemmes av antall svingninger per tidsenhet, den er omvendt proporsjonal med svingningsperioden.
Oscillasjonsfasen karakteriserer systemets tilstand.
Denne typen vibrasjoner forekommer under loven.kosinus eller sinus. Fourier var i stand til å konstatere at enhver periodisk svingning kan representeres som summen av harmoniske endringer ved å utvide en viss funksjon i en Fourier-serie.
Som et eksempel kan vi vurdere en pendel med en viss periode og en syklisk frekvens.
Hva er preget av slike typer vibrasjoner?Fysikk anser den matematiske pendelen som et idealisert system, som består av et materielt punkt, som er hengt opp på en vektløs, ikke-utvidbar tråd, oscillerer under påvirkning av tyngdekraften.
Slike typer vibrasjoner har en viss mengde energi, de er vanlige i natur og teknologi.
Med langvarig oscillerende bevegelse endres koordinaten til massesenteret, og med vekselstrøm, verdien på strømmen og spenningen i kretsen endres.
Det er forskjellige typer harmoniske vibrasjoner av fysisk art: elektromagnetisk, mekanisk osv.
Tvungne vibrasjoner er skjelving av et kjøretøy som beveger seg på en ujevn vei.
Disse typer elektromagnetiske bølger er forskjellige ifysiske egenskaper. Tilstedeværelsen av motstand av mediet og friksjonskraften fører til demping av frie vibrasjoner. I tilfelle tvungne svingninger kompenseres energitap av tilleggsinngangen fra en ekstern kilde.
Perioden av vårpendelen forbinder kroppsmassen og vårstivheten. Når det gjelder en matematisk pendel, avhenger det av lengden på tråden.
Med en kjent periode kan du beregne den naturlige frekvensen til svingningssystemet.
I teknologi og natur er det vibrasjoner medforskjellige frekvensverdier. For eksempel har pendelen som svinger i St. Isaac's Cathedral i St. Petersburg en frekvens på 0,05 Hz, mens den for atomer er flere millioner megahertz.
Etter en viss periode,demping av frie vibrasjoner. Derfor brukes tvangssvingninger i reell praksis. De er etterspurt i en rekke vibrerende maskiner. Vibrerende hammer er en støt-vibrasjonsmaskin, som er beregnet på å kjøre rør, peler og andre metallkonstruksjoner i bakken.
Karakteristikken for vibrasjonsmodus forutsetteranalyse av grunnleggende fysiske parametere: ladning, spenning, strøm. Som et elementært system som brukes til å observere elektromagnetiske svingninger, er det en oscillerende krets. Den dannes når en spole og en kondensator er koblet i serie.
Når kretsen er lukket, oppstår frie elektromagnetiske svingninger i den, forbundet med periodiske endringer i den elektriske ladningen på kondensatoren og strømmen i spolen.
De er gratis på grunn av at det under utførelsen er ingen ytre påvirkning, men bare energien som er lagret i selve kretsen blir brukt.
Hvis vi anser spolens motstand som null, og tar svingningsperioden som T, kan vi betrakte en fullstendig svingning utført av systemet.
I fravær av ytre påvirkning, gjennomen viss periode observeres dempingen av den elektromagnetiske svingningen. Årsaken til dette fenomenet vil være den gradvise utladningen av kondensatoren, samt motstanden som spolen faktisk har.
Derfor er det i den virkelige kretsendempede svingninger. En reduksjon i ladningen på kondensatoren fører til en reduksjon i energiværdien sammenlignet med den opprinnelige indikatoren. Gradvis vil den frigjøres i form av varme på tilkoblingstrådene og spolen, kondensatoren vil bli fullstendig utladet, og den elektromagnetiske svingningen vil ende.
Enhver bevegelse som har en vissgraden av repeterbarhet er svingninger. For eksempel er en matematisk pendel preget av et systematisk avvik i begge retninger fra den opprinnelige vertikale posisjonen.
For en vårpendel tilsvarer en full sving opp- og nedbevegelsen fra utgangsposisjonen.
I en elektrisk krets som harkapasitet og induktans, er det en repetisjon av ladningen p
Elektriske svingninger kan forklares med potensialforskjellen mellom platene til en ladet kondensator. Selv når den er helt utladet, forsvinner ikke strømmen, den lades opp.
I moderne teknologi brukes vibrasjoner som skiller seg betydelig ut i sin natur, grad av repetisjon, karakter og også "mekanismen" for utseendet.
Mekaniske vibrasjoner er laget av strengermusikkinstrumenter, havbølger, pendel. Kjemiske vibrasjoner assosiert med en endring i konsentrasjonen av reaktanter tas i betraktning når man utfører forskjellige interaksjoner.
Elektromagnetiske vibrasjoner gjør det mulig å lage forskjellige tekniske enheter, for eksempel en telefon, ultralydmedisinsk utstyr.
Lysfluktuasjonene til kepheidene er av spesiell interesse for astrofysikk; forskere fra forskjellige land studerer dem.
Alle slags vibrasjoner er nært knyttet til det enormeantall tekniske prosesser og fysiske fenomener. De er av stor praktisk betydning i flykonstruksjon, skipsbygging, bygging av boligkomplekser, elektroteknikk, radioelektronikk, medisin og grunnleggende vitenskap. Et eksempel på en typisk oscillerende prosess i fysiologi er bevegelsen av hjertemuskelen. Mekaniske vibrasjoner finnes i organisk og uorganisk kjemi, meteorologi, så vel som i mange andre naturvitenskapelige felt.
De første studiene av matematisk pendel varutført i det syttende århundre, og ved slutten av det nittende århundre, var forskere i stand til å etablere naturen til elektromagnetiske bølger. Den russiske forskeren Alexander Popov, som regnes som "far" til radiokommunikasjon, gjennomførte sine eksperimenter på grunnlag av teorien om elektromagnetiske svingninger, resultatene av forskning av Thomson, Huygens, Rayleigh. Han klarte å finne en praktisk anvendelse for elektromagnetiske svingninger ved å bruke dem til å overføre et radiosignal over lang avstand.
Akademiker P.N. I mange år gjennomførte Lebedev eksperimenter knyttet til å oppnå høyfrekvente elektromagnetiske svingninger ved hjelp av vekslende elektriske felt. Takket være mange eksperimenter relatert til forskjellige typer vibrasjoner, har forskere klart å finne områder for optimal bruk innen moderne vitenskap og teknologi.
