Betjening pendul - Vibrationsamplituden

Blandt de "evige" for "udsving" i skole for Fysik program er måske den mest nostalgiske - for ham altid husket med nogle varme sorg. Det er usandsynligt, at selv en person, der minder om emnet ikke se, i første omgang, tik-tak, tik- så ... pendul - "alvor" af enheden fra kabinettet i fysik. Men laboratorium pendul "tikkende", men dens klassiske middelalderlige synspunkter synes altid at sige, vuggende, hans evige tick-tock, tik- så ... "Du skal ikke tænke på sekunder ned." Opgaven for disse uhøjtidelige udseende enheder - for at vise, at det er - udsving.

Vi forstår verden, og vi se, hvor meget det betyder omkring os er enkel og ukompliceret handling. Udsving - denne Foucault pendul, og timer, og elektricitet, radio, TV, lyd fra højttaleren og foretrukne mobilka - en hel flok oscillerende systemer. Nå, så lad os huske, hvad der blev undervist i skolen - amplituden af vibrationerne, formler, grafer. Således vibrationerne ... hvad er det?

Alt, hvad der omgiver os er en "væsentlig punkt", som en eller anden grund, ikke sidde stille. I det kaos, mangfoldigheden bevægelse vibrationer kaldes den proces, hvorved et materiale punkt, kaldes undertiden systemet altid vender tilbage til sin ligevægtsstilling, når den afviger fra det mange gange. Størrelsen af den maksimale udbøjning fra ligevægtspunktet er svingningsamplituden. Det bedste instrument til at demonstrere de mekaniske vibrationer, selvfølgelig, er gode gamle pendul - Georgien (bold, disk eller stang), ophængt i en tynd tråd. Løs det stadig - og her er den tilstand af ligevægt. Tag belastningen til siden og give slip på, hvad du ser? Det er rigtigt, vil det begynde sin "tik-tak": vender tilbage til ligevægt position, afbøjet i den modsatte retning, og derefter igen vender tilbage til ligevægt position. Hvis pendulet er intet til hinder for, så er han rastløs igen afbøjet til siden ... og så kontinuerligt, indtil, på grund af friktionskraften, stadig det stoppe ikke.

Det skete lige så enhver genstand med masse, størrelse og andre egenskaber, skal indeholde et sæt af funktioner, der kan beskrive entydigt dette "materiale punkt", således at dens opførsel fra interaktionen med omgivelserne var forudsigelig, logisk og forståelig. Sådanne karakteristika er pendul oscillation amplitude og periode. Andre almindeligt anvendte parametre - derivaterne af originalen, de er en integreret del af dem (fase) eller resultatet af yderligere beregninger (frekvens).

Det næste skridt er at studere den fascinerende verden af vibrationer - et simpelt eksperiment for at bestemme parametrene for vores objekt - pendulet. pendul indretning er lettere at nowhere - garn bold, punktet af suspensionen. Sådan finder amplituden af svingninger af et pendul? Ja, så let, at denne oplevelse, som de siger, og køkkenet kunne gøre. Alt er let (inden for visse grænser). Det oprindelige problem: der er et pendul ophængt fra loftet - en metalskive på tråden. Vi er interesseret i værdien af disken afvigelser fra ligevægtsstillingen. Når stationære pendul gør et notat af balance punkt på væggen, eller på et sæt bag et papir skærm. Skub disken. Pendulet vil begynde at svinge, og skyggen af disken vil "trække" bane på skærmen. Flytning af stokken (du kan blyant) på skærmen, finder vi det sidste punkt, hvor skyggen af svingninger i det yderste punkt for at lukke vores indeks, og gør et mærke. Afstanden fra ligevægtspunkt til mærket og amplituden af svingningerne af pendulet vilje. Sandt nok, er det nemt? Og hvem ville tvivle.

Selvfølgelig er det muligt at "modernisere" forsøget med elektroniske klokker og fløjter foto sensorer eller bruge en laser afstandsmåler, at måle op til nogle attraktive tal efter kommaet, men intet kan ændre sin essens - en måling er den største afvigelse af pendulet fra ligevægtsstillingen, dvs. målte amplitude. Det arbejde, som vi har erfaringen til at nemt opleve en "hemmelig" af pendulet - amplituden svingning afhænger kun af de oprindelige betingelser, dvs. faktisk styrken af den første impuls, som har brudt ligevægt eller oprindelige energi kommunikeres oscillerende system, når pendulet afbøjes af en vis vinkel fra sin ligevægtsstilling.