ในหัวข้อ "นิรันดร์" ของหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียนส่วน "ความลังเลใจ" อาจเป็นส่วนที่คิดถึงมากที่สุด - มักจะนึกถึงเรื่องนี้ด้วยความเศร้าที่อบอุ่น แทบจะไม่มีใครจำหัวข้อนี้ไม่ได้ก่อนอื่นติ๊กต๊อกติ๊กต๊อก ... ลูกตุ้มเป็นอุปกรณ์ที่ "ร้ายแรงที่สุด" จากห้องเรียนฟิสิกส์ จริงอยู่ที่ลูกตุ้มในห้องปฏิบัติการไม่ได้ "เห็บ" แต่ด้วยรูปลักษณ์ในยุคกลางคลาสสิกของพวกเขาพวกเขามักจะแกว่งเห็บฟันชั่วนิรันดร์ของพวกเขาเห็บ - ต๊อก ... และหน้าที่ของอุปกรณ์ที่ดูไม่โอ้อวดเหล่านี้คือการแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการสั่นสะเทือนคืออะไร
เราได้รู้จักโลกและดูว่ามันมีความหมายมากแค่ไหนมีการกระทำที่เรียบง่ายและไม่ซับซ้อนรอบตัวเรา การสั่นคือลูกตุ้ม Foucault นาฬิกาไฟฟ้าวิทยุทีวีเสียงจากลำโพงและโทรศัพท์มือถือเครื่องโปรดของคุณเป็นระบบออสซิลเลเตอร์ทั้งหมด เอาล่ะจำสิ่งที่พวกเขาสอนที่โรงเรียน - แอมพลิจูดของความผันผวนสูตรกราฟิก ลังเลเหลือเกิน ... มันคืออะไร?
ทุกสิ่งที่อยู่รอบตัวเราคือ "จุดสำคัญ"ใครด้วยเหตุผลบางอย่างไม่สามารถนั่งนิ่ง ๆ ได้ ในความสับสนวุ่นวายของการเคลื่อนไหวที่หลากหลายนี้การสั่นเรียกว่ากระบวนการที่จุดวัสดุบางครั้งพวกเขากล่าวว่าระบบจะกลับสู่ตำแหน่งสมดุลเสมอหากเบี่ยงเบนไปจากมันหลายครั้ง ในกรณีนี้ค่าของการเบี่ยงเบนสูงสุดจากจุดสมดุลเรียกว่าแอมพลิจูดของการสั่น แน่นอนว่าอุปกรณ์ที่ดีที่สุดสำหรับการแสดงการสั่นสะเทือนทางกลคือลูกตุ้มเก่าที่ดีซึ่งมีน้ำหนักบรรทุก (บอลดิสก์หรือแกน) ที่แขวนอยู่บนเกลียว แก้ไขโดยไม่เคลื่อนไหว - และนี่คือสภาวะสมดุล ถอดโหลดออกแล้วปล่อยคุณเห็นอะไร? ถูกต้องแล้วมันจะเริ่มติ๊ก - ต๊อกมันจะกลับสู่ตำแหน่งสมดุลเบี่ยงเบนไปในทิศทางอื่นจากนั้นกลับสู่ตำแหน่งสมดุลอีกครั้ง หากไม่มีสิ่งใดรบกวนลูกตุ้มจากนั้นไม่สงบมันก็จะเบี่ยงเบนไปด้านข้างอีกครั้ง ... และอย่างต่อเนื่องจนกระทั่งเนื่องจากแรงเสียดทานมันยังคงหยุดนิ่ง
มันเพิ่งเกิดขึ้นกับวัตถุใด ๆ ที่มีมวลขนาดและคุณสมบัติที่โดดเด่นอื่น ๆ จำเป็นต้องมีชุดของลักษณะที่สามารถอธิบาย "จุดวัสดุ" ที่ไม่ซ้ำกันได้เพื่อให้พฤติกรรมจากการปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมนั้นสามารถคาดเดาได้มีเหตุผลและเข้าใจได้ ลักษณะของลูกตุ้มเหล่านี้คือแอมพลิจูดและคาบการสั่น พารามิเตอร์ที่ใช้บ่อยอื่น ๆ ได้มาจากพารามิเตอร์ดั้งเดิมซึ่งเป็นส่วนอินทรีย์ (เฟส) หรือผลจากการคำนวณเพิ่มเติม (ความถี่)
ก้าวต่อไปในการสำรวจโลกที่น่าตื่นเต้นการแกว่ง - การทดลองที่ง่ายที่สุดในการกำหนดพารามิเตอร์ของวัตถุของเรา - ลูกตุ้ม อุปกรณ์ลูกตุ้มไม่มีที่ไหนง่ายไปกว่านี้ - ด้ายลูกบอลจุดระงับ จะหาแอมพลิจูดของการสั่นของลูกตุ้มดังกล่าวได้อย่างไร? มันง่ายมากที่ประสบการณ์เช่นนี้สามารถทำได้ในห้องครัว ทุกอย่างเป็นเรื่องง่าย (ภายในขอบเขตที่กำหนด) ปัญหาเบื้องต้น: มีลูกตุ้มห้อยลงมาจากเพดาน - แผ่นโลหะบนด้าย เราสนใจขนาดของความเบี่ยงเบนของดิสก์จากตำแหน่งสมดุล เมื่อลูกตุ้มหยุดนิ่งเราจะทำเครื่องหมายจุดสมดุลบนผนังหรือบนหน้าจอกระดาษที่ติดตั้งไว้ที่ด้านหลัง มาดันดิสก์กัน ลูกตุ้มจะเริ่มสั่นและเงาจากดิสก์จะ "วาด" วิถีบนหน้าจอ การเลื่อนไม้ (คุณสามารถใช้ดินสอ) บนหน้าจอเราจะพบจุดสุดท้ายเมื่อเงาเมื่อสั่นที่จุดสุดขีดปิดตัวชี้ของเราและเราทำเครื่องหมาย ระยะห่างจากจุดสมดุลถึงเครื่องหมายคือแอมพลิจูดของการสั่นของลูกตุ้ม ไม่ยากเหรอ? และใครจะสงสัย
แน่นอนคุณสามารถ "ปรับปรุง" การทดลองได้ระฆังและนกหวีดอิเล็กทรอนิกส์ที่มีเซนเซอร์แสงหรือใช้เครื่องวัดระยะเลเซอร์วัดด้วยความแม่นยำของตำแหน่งทศนิยมที่น่าดึงดูด แต่ไม่มีอะไรสามารถเปลี่ยนแปลงสาระสำคัญได้ - วัดค่าเบี่ยงเบนสูงสุดของลูกตุ้มจากตำแหน่งสมดุลนั่นคือ วัดแอมพลิจูด ในการทดลองของเราการค้นหา "ความลับ" ของลูกตุ้มเป็นเรื่องง่าย - แอมพลิจูดการสั่นของมันขึ้นอยู่กับเงื่อนไขเริ่มต้นเท่านั้นนั่นคือ ในความเป็นจริงจากแรงของการกระแทกครั้งแรกซึ่งทำให้สภาวะสมดุลหรือพลังงานเริ่มต้นที่ส่งไปยังระบบออสซิลเลเตอร์เมื่อลูกตุ้มเบี่ยงเบนไปที่มุมหนึ่งจากตำแหน่งสมดุล
