Parametrii proceselor oscilatorii suntconcepte fizice bine cunoscute - amplitudine și perioadă. Mai mult decât atât, prin fluctuații înțelegem procesul de modificare a unei cantități fizice care se repetă în mod repetat conform unei legi periodice în jurul valorii sale medii sau zero. Presupunem că această lege este de natură sinusoidală. Deci, dacă funcția procesului F (x) este exprimată printr-o formulă a formei F (x) = K * sin (x), atunci avem doar o astfel de funcție oscilantă, care, amintiți-vă, sus și jos, sus și jos ...
Luăm pe graficul funcției indicate unele, înpractic, orice valoare pe axa Y, o notăm cu y1, și deplasându-ne de-a lungul axei X, găsim următorul punct y2 cu o valoare egală cu y1. Dacă acum pe axa X, din punctul y2, amânăm un segment egal cu T = (y2 - y1), atunci obținem punctul y3 și va fi egal cu y1 și y2. Forma graficului dintre aceste puncte se repetă exact pe toate segmentele ulterioare egale cu T. Astfel, am găsit un anumit parametru T pentru procesul descris de formula F (x) = K * sin (x), care are o proprietate remarcabilă: modificări în argumentul X în cadrul T duce la o modificare a funcției F (x) în întregul interval al valorilor sale. Deoarece modificările de-a lungul axei X sunt nelimitate în timp, cu alte cuvinte, numărul de cicluri T este nelimitat, avem unul ciclic, adică. repetitiv, schimbarea funcției. Durata ciclului T se numește perioadă de oscilație și se măsoară în secunde. Dar în inginerie, este mai comună utilizarea unei unități de măsură, numită frecvența de oscilație, notată de f și calculată f = 1 / T, iar unitatea sa de măsură se numește hertz (Hz). O frecvență de 1 Hz este o oscilație pe secundă.
Suntem înconjurați de o lume „oscilantă”.Oscilările sunt sunete, curent electric în fire, vibrații ale mecanismelor, lumină, vârfuri și fluxuri, rotirea planetelor și ... nu le numărați, aceste vibrații. Toți aceștia au granițe destul de arbitrare ale frecvențelor lor, spun „gama lor de oscilații”. Deci, de exemplu, frecvența de oscilație a frecvențelor sonore auzite de o persoană este de la 16 Hz la 20 kHz (1 kHz = 1000 Hz), iar domeniul de frecvență al sunetelor colocviale este în intervalul 100 - 4000 Hz. Este un fapt binecunoscut că nu toți oamenii aud întreaga gamă de sunete - pentru mulți 12-15 kHz există deja o limită de auz. Tehnologia utilizează vibrații cu ultrasunete de 100, 200 kHz și mai mari. Detaliile mecanismelor pot, de asemenea, să fluctueze pe o gamă largă de frecvență - atât fracții de Hz, cât și zeci de kHz. Dar cea mai largă gamă are unde electromagnetice - de la fracții la multe mii de milioane de Hz. În acest spectru global, aria undelor de lumină este foarte mică, dar tocmai aceste organe de vedere sunt cele care le percep. Frecvența diferită a oscilațiilor în spectrul undelor de lumină determină culoarea luminii vizibile - de la roșu la violet.
Cu toate acestea, să revenim la propriile noastre cercuri.Foarte des, se dovedește a fi convenabil să folosiți unități ușor modificate. O astfel de tehnică artificială ne permite să simplificăm multe formule și să le facem mai vizuale. Și acest lucru se datorează faptului că natura sinusoidală a funcțiilor oscilatorii sugerează capacitatea de a utiliza variabile în unități de măsură a unghiurilor - radieni sau grade. Dar, în același timp, constanta 2π „se strecoară” în calcule, care, împreună cu frecvența, este prezentă în multe expresii matematice. Apoi am decis să introducem o unitate modificată de măsură a frecvenței și i-am dat numele de „frecvență de oscilație ciclică”. Esența acestei unități este că pentru ea frecvența este determinată de numărul de oscilații într-un timp de 2 * π secunde, adică. 6,28 sec Frecvența ciclică este calculată după formula ω = 2 * π * f. Apariția la o frecvență ciclică este exprimată de unitatea sa de măsură - radian pe secundă.
Sistemul de oscilare mai are cevaparametrii care îi caracterizează personalitatea. Luați-ne bine pendulul vechi și, ușor solemn, aduceți-l într-o stare de proces oscilator - tick-tock, tick-tock. Pentru a face acest lucru, pur și simplu împingeți-l o dată și ... lăsați-l în pace. Ce vom vedea? Pendulul oscilează suficient de mult fără aplicarea suplimentară a forței, frecvența sa de oscilație nu se schimbă, iar amplitudinea scade treptat, datorită prezenței forțelor de frecare în dispozitivele reale. Astfel de oscilații, atunci când după inițializare împinge mișcarea pendulului sau a oricărui alt sistem oscilator, este determinată numai de parametrii săi, sunt numiți intrinseci. Dacă presupunem că în acest caz forțele de oprire sunt egale cu zero, iar acest lucru este foarte simplu - totul este în mâinile noastre, atunci un astfel de pendul, denumit matematic, va oscila pentru totdeauna, iar perioada de oscilație poate fi calculată folosind formula binecunoscută, deja clasică - T = 2 * π * √ l / g.
O concluzie importantă poate fi extrasă din analiza sa: frecvența naturală a oscilațiilor pendulului este determinată doar de parametrii interni ai sistemului - lungimea șirului și amploarea accelerației gravitației.
