Осцилације: механичке и електромагнетне. Слободне и присилне вибрације. Карактеристично

Једна од најзанимљивијих тема у физици су осцилације. Проучавање механике је уско повезано са њима, са начином на који се понашају тела која су захваћена једном или другом силом. Дакле, проучавајући осцилације, можемо посматрати клатне, видети зависност амплитуде осцилација од дужине навоја на којој тело виси, крутости опруге и тежине оптерећења. Упркос привидној једноставности, ова тема је далеко од тога да се свима даје тако лако као што бисмо желели. Стога смо одлучили да прикупимо најпознатије информације о вибрацијама, њиховим типовима и својствима, те да за вас сажмемо кратак сажетак о овој теми. Можда ће вам то бити корисно.

Дефиниција концепта

Пре него што говоримо о концептима као што су механичка, електромагнетна, слободна, принудна осцилација, о њиховој природи, карактеристикама и типовима, условима појаве, треба дефинисати овај концепт. Дакле, у физици, осцилација је назив стално понављајућег процеса промјене стања око једне тачке у простору. Најједноставнији пример је клатно. Сваки пут када осцилира, она одступа од одређене вертикалне тачке, прво до једне, а затим до друге стране. Теорија осцилација и таласа проучава феномен.

Узроци и услови појаве

Као и сваки други феномен, осцилације се јављају само ако су испуњени одређени услови. Механичке присилне осцилације, као што су слободне, јављају се када услови као што су:

1. Присуство силе која уклања тело из стања стабилне равнотеже. На пример, гурање математичког клатна на којем почиње покрет.

2. Присуство минимума силе трења у систему. Као што је добро познато, трење успорава одређене физичке процесе. Што је већа сила трења, мања је вјероватноћа појаве осцилација.

3. Једна од сила мора да зависи од координата. То јест, тело мења своју позицију у одређеном координатном систему у односу на одређену тачку.

Врсте вибрација

Бавећи се чињеницом да је таква флуктуација, проучимо њихову класификацију. Постоје две најпознатије класификације - по физичкој природи и по природи интеракције са околином. Дакле, према првом знаку, емитирају се механичка и електромагнетна, а према другој, слободне и присилне вибрације. Ту су и само-осцилације, пригушене осцилације. Али ми ћемо говорити само о прва четири типа. Хајде да боље погледамо сваку од њих, сазнамо њихове карактеристике, и дајемо веома кратак опис њихових главних карактеристика.

Мецханицал

Управо механичким започиње проучавање осцилација у школском току физике. Ученици започињу своје познанство са њима одељак физике као механичар. Имајте на уму да се ови физички процеси одвијају у окружењу и можемо их посматрати голим оком. Са таквим вибрацијама, тело више пута изводи исто кретање, пролазећи одређену позицију у простору. Примери таквих осцилација су исти клатни, вибрације виљушке или гитаре, кретање лишћа и грана на дрвету, и љуљање.

Електромагнетски

Након таквог концепта као што је механичка осцилација чврсто научена, проучавање електромагнетских осцилација, које су сложеније у својој структури, почиње, јер ова врста тече у различитим електрична кола. У овом процесу, осцилације се посматрају како у електричним тако иу магнетним пољима. Упркос томе електромагнетна осцилација имају мало другачију природу, закони за њих су исти као и за механичке. Када електромагнетна осцилација може да промени не само интензитет електромагнетског поља, већ и такве карактеристике као јачину набоја и струје. Такође је важно напоменути да постоје слободне и присилне електромагнетне осцилације.

Фрее осциллатионс

Овај тип осцилације се јавља под утицајем унутрашњих сила када је систем изведен из стања стабилне равнотеже или мировања. Слободне осцилације су увек пригушене, што значи да се њихова амплитуда и фреквенција смањују са временом. Живописан пример оваквог типа љуљања је кретање терета који је суспендован са конца и осцилира од једне до друге стране; оптерећење причвршћено на опругу, затим пада под дјеловањем гравитације, а затим се диже под дјеловањем опруге. Иначе, оваквим осцилацијама се посвећује пажња приликом проучавања физике. Већина задатака је посвећена слободним осцилацијама, а не присилним.

Форцед

Упркос чињеници да овакав процес ученици проучавају мање детаљно, у природи се најчешће јављају присилне осцилације. Веома јасан пример овог физичког феномена може бити кретање грана у дрвећу у ветровитом времену. Такве флуктуације се увек дешавају под утицајем спољашњих фактора и сила, и јављају се у сваком тренутку.

Осцилационе карактеристике

Као и сваки други процес, вибрације имају своје карактеристике. Постоји шест главних параметара осцилаторног процеса: амплитуда, период, фреквенција, фаза, померање и циклична фреквенција. Наравно, свака од њих има своје ознаке, као и мјерне јединице. Погледајмо их детаљније, фокусирајући се на кратак опис. У овом случају, нећемо осликати формуле које се користе за израчунавање одређене вриједности, како не би збунили читатеља.

Оффсет

Први је помакнут. Ова карактеристика показује одступање тела од тачке равнотеже у датом времену. Мјери се у метрима (м), опћеприхваћена ознака је к.

Амплитуда осцилација

Ова вредност означава највеће померање тела из тачке равнотеже. У присуству континуиране осцилације је константна вредност. Мјери се у метрима, опћеприхваћена ознака је к _м .

Свинг Период

Друга вредност која указује на време у коме се одиграва једна потпуна осцилација. Општеприхваћена нотација је Т, мерено у секундама (с).

Фрекуенци

Последња карактеристика о којој ћемо причати је фреквенција осцилација. Ова вредност означава број осцилација у одређеном временском периоду. Измерена у Хертз (Хз) и означена као ν.

Врсте клатна

Дакле, раставили смо присилне вибрације, говорили о слободном, што значи да треба споменути и врсте клатна који се користе за стварање и проучавање слободних вибрација (у школским условима). Овдје можемо разликовати два типа - математички и хармонијски (прољеће). Прва је врста тијела које је суспендирано од нерастављиве нити, чија је величина једнака л (главна значајна количина). Други је оптерећење које је везано за опругу. Важно је знати масу оптерећења (м) и крутост опруге (к).

Закључци

Тако смо схватили да постоје механичке и електромагнетне осцилације, дали су њихове кратке карактеристике, описали узроке и услове настанка ових типова осцилација. Рекли су неколико речи о главним карактеристикама ових физичких феномена. Разумели смо и чињеницу да постоје принудне осцилације и слободне осцилације. Одлучено је како се они међусобно разликују. Поред тога, рекли смо и неколико речи о пендулима који се користе у проучавању механичких вибрација. Надамо се да су вам ове информације биле корисне.