Տատանումների տեսակները և դրանց սահմանումները: Թրթռումները՝ մեխանիկական և էլեկտրամագնիսական

1. Տատանումներ.

2. Մեխանիկական թրթռումներ.

3. Էներգիայի փոխակերպումները մեխանիկական թրթռումների ժամանակ.

4. Տատանումների ժամանակաշրջան.

5. Տատանումների հաճախականությունը.

6. Ցիկլային տատանումների հաճախականությունը:

7. Մեխանիկական տատանումների առատություն.

8. Հարմոնիկ թրթռումներ.

9. Հարմոնիկ տատանման փուլ.

10. Տատանումների վերլուծական ներկայացում.

11. Թրթռումների գրաֆիկական ներկայացում.

12. Հարմոնիկ տատանման կետի արագությունը:

13. Հարմոնիկ տատանման կետի արագացում:

14. Հարմոնիկ տատանումների դինամիկան.

15. Զսպանակային ճոճանակի տատանումների ժամանակաշրջան:

16. Մաթեմատիկական ճոճանակ. քվազի-առաձգական ուժ.

17. Հեղուկի մակերեսի վրա լողացող մարմնի տատանումներ.

18. Միատարր հեղուկի տատանումները U-աձեւ խողովակում։

19. Մարմնի տատանումները գնդաձեւ ամանի մեջ.

20. Հարմոնիկ տատանումների էներգիա.

21. Խոնավ թրթռումներ.

22. Հարկադիր թրթռումներ.

23. Ռեզոնանս.

24. Ազատ թրթռումներ. Սեփական հաճախականություն.

25. Ինքնատատանումներ.

1. Տատանումներ.Տատանումները սովորաբար կոչվում են համակարգի վիճակի պարբերական փոփոխություններ, որոնցում արժեքները տարբեր են ֆիզիկական մեծություններբնութագրում է այս համակարգը. Օրինակ՝ օդի ճնշման և խտության, լարման և էլեկտրական հոսանքի պարբերական փոփոխությունները այդ մեծությունների տատանումներ են։

Մաթեմատիկորեն, պարբերականությունը նշանակում է, որ եթե --ը ժամանակի պարբերական ֆունկցիան է ժամանակաշրջանով Տ, ապա ցանկացածի համար տհավասարություն

2. Մեխանիկական թրթռումներ- մարմնի շարժումներ, որոնք ճշգրիտ կամ գրեթե ճշգրիտ կրկնվում են կանոնավոր ընդմիջումներով:

Մեխանիկական թրթռումները տեղի են ունենում այն ​​համակարգերում, որոնք ունեն կայուն հավասարակշռության դիրք: Նվազագույն պոտենցիալ էներգիայի սկզբունքի համաձայն՝ կայուն հավասարակշռության դիրքում համակարգի պոտենցիալ էներգիան նվազագույն է։ Երբ մարմինը հանվում է կայուն հավասարակշռության դիրքից, նրա պոտենցիալ էներգիան մեծանում է։ Այս դեպքում առաջանում է ուժ՝ ուղղված հավասարակշռության դիրքին (վերադարձ ուժ), և որքան մարմինը շեղվում է հավասարակշռության դիրքից, այնքան մեծ է նրա պոտենցիալ էներգիան և այնքան մեծ է վերականգնող ուժի մոդուլը։ Օրինակ, երբ զսպանակային ճոճանակը շեղվում է հավասարակշռության դիրքից, վերականգնող ուժի դերը խաղում է առաձգական ուժը, որի մոդուլը փոխվում է շեղմանը համամասնորեն, որտեղ. Xճոճանակի շեղումը հավասարակշռության դիրքից. Զսպանակային ճոճանակի պոտենցիալ էներգիան փոխվում է տեղաշարժի քառակուսու համամասնությամբ:

Նմանապես, կան թելիկ ճոճանակի և գնդիկի տատանումներ, որոնք շարժվում են շառավղով գնդաձև ամանի հատակով: Ռ, որը կարելի է համարել թելի ճոճանակ՝ թասի շառավղին հավասար թելի երկարությամբ (նկ. 78)։

3.Էներգիայի փոխակերպումները մեխանիկական թրթռումների ժամանակ. Եթե ​​չկան շփման ուժեր, ապա տատանվող մարմնի ընդհանուր մեխանիկական էներգիան մնում է հաստատուն։ Տատանումների գործընթացում տեղի են ունենում մարմնի պոտենցիալ և կինետիկ էներգիայի պարբերական փոխադարձ փոխակերպումներ։ Եկեք հիմնավորումն իրականացնենք թելի ճոճանակի տատանումների օրինակով։ Պատճառաբանությունը պարզեցնելու համար մենք վերցնում ենք ճոճանակի պոտենցիալ էներգիան հավասարակշռության դիրքում, որը հավասար է զրոյի: Ծայրահեղ շեղված դիրքում ճոճանակի պոտենցիալ էներգիան առավելագույնն է, իսկ կինետիկ էներգիան՝ զրո, քանի որ. այս դիրքում ճոճանակը գտնվում է հանգստի վիճակում: Հավասարակշռության դիրքի անցնելիս ճոճանակի բարձրությունը Երկրի մակերևույթից փոքրանում է, իսկ պոտենցիալ էներգիան նվազում է, մինչդեռ դրա արագությունն ու կինետիկ էներգիան մեծանում են։ Հավասարակշռության դիրքում պոտենցիալ էներգիան զրո է, իսկ կինետիկ էներգիան՝ առավելագույնը։ Շարունակելով իներցիայով շարժվել՝ ճոճանակն անցնում է հավասարակշռության դիրքը։ Հավասարակշռության դիրքն անցնելուց հետո ճոճանակի կինետիկ էներգիան նվազում է, բայց նրա պոտենցիալ էներգիան մեծանում է։ Երբ ճոճանակը կանգ առնի, նրա կինետիկ էներգիան կհավասարվի զրոյի, իսկ պոտենցիալ էներգիան կհասնի առավելագույնի, և ամեն ինչ կկրկնվի հակառակ հերթականությամբ։

Ըստ էներգիայի պահպանման օրենքի՝ ճոճանակի պոտենցիալ էներգիան ծայրահեղ շեղված դիրքում հավասար է նրա կինետիկ էներգիային հավասարակշռության դիրքով անցնելու պահին։

Ժամանակի ցանկացած պահի տատանման գործընթացում ճոճանակի ընդհանուր մեխանիկական էներգիան հավասար է նրա ներուժին ծայրահեղ շեղված դիրքում կամ կինետիկ էներգիային հավասարակշռության դիրքն անցնելու պահին։

որտեղ ճոճանակի բարձրությունը ծայրահեղ շեղված դիրքում, արագությունը հավասարակշռության դիրքով անցնելու պահին։

4. Տատանումների ժամանակաշրջան- նվազագույն ժամանակային միջակայքը, որից հետո շարժումը կրկնվում է, կամ ժամանակային ընդմիջումը, որի ընթացքում տեղի է ունենում մեկ ամբողջական տատանում: Ժամանակաշրջան ( Տ) չափվում է վայրկյաններով:

5. Տատանումների հաճախականությունը- որոշում է մեկ վայրկյանում կատարված ամբողջական տատանումների քանակը. Հաճախականությունը և ժամանակաշրջանը կապված են

Հաճախականությունը չափվում է հերցով (Հց): Մեկ հերցը մեկ ամբողջական տատանում է մեկ վայրկյանում:

6. Ցիկլային հաճախականություն կամ շրջանաձև հաճախականությունորոշում է մեկ վայրկյանում ամբողջական տատանումների քանակը

Հաճախականությունը դրական արժեք է, .

7. Մեխանիկական թրթռումների ամպլիտուդմարմնի առավելագույն շեղումն է հավասարակշռության դիրքից: Տատանումների ընդհանուր դեպքում ամպլիտուդան առավելագույն արժեքն է, որը վերցնում է պարբերաբար փոփոխվող ֆիզիկական մեծությունը։

8. Հարմոնիկ թրթռումներ- տատանումներ, որոնցում տատանվող արժեքը փոխվում է սինուսի կամ կոսինուսի օրենքի համաձայն (ըստ ներդաշնակության օրենքի).

Ահա տատանումների ամպլիտուդը, ցիկլային հաճախականությունը։

9. Հարմոնիկ տատանումների փուլ -մեծությունը , կանգնած է սինուսի կամ կոսինուսի նշանի տակ: Փուլը որոշում է տվյալ պահին տատանվող մեծության արժեքը, սկզբնական փուլը, այսինքն. ժամանակի հղման սկզբի պահին Հարմոնիկ տատանումների ամենապարզ օրինակը կետի կոորդինատային առանցքների վրա պրոեկցիայի տատանումն է. մմիատեսակ շարժվում է շառավղով շրջանագծի երկայնքով ԲԱՅՑինքնաթիռում XOY, որի կենտրոնը համընկնում է ծագման հետ (նկ. 79)

Պարզության համար մենք սահմանել ենք, այսինքն. ապա

Շատ հայտնի տատանողական համակարգեր կարող են մոտավորապես ներդաշնակ համարվել միայն մոտավորապես շատ փոքր շեղումների դեպքում: Հարմոնիկ տատանումների հիմնական պայմանը ցիկլային հաճախականության և ամպլիտուդի կայունությունն է։ Օրինակ, երբ թելի ճոճանակը տատանվում է, ուղղահայացից շեղման անկյունը փոխվում է անհավասարաչափ, այսինքն. ցիկլային հաճախականությունը հաստատուն չէ: Եթե ​​շեղումները շատ փոքր են, ապա ճոճանակի շարժումը շատ դանդաղ է, և շարժման անհավասարությունը կարելի է անտեսել՝ ենթադրելով . Որքան դանդաղ է շարժումը, այնքան ցածր է միջավայրի դիմադրությունը, այնքան ցածր է էներգիայի կորուստը և այնքան փոքր է ամպլիտուդի փոփոխությունը:

Այսպիսով, փոքր տատանումները կարելի է մոտավորապես ներդաշնակ համարել։

10. Թրթռումների վերլուծական ներկայացում- տատանվող արժեքի գրանցում ֆունկցիայի տեսքով, որն արտահայտում է արժեքի կախվածությունը ժամանակից:

11. Թրթռումների գրաֆիկական ներկայացում -տատանումների ներկայացում ֆունկցիայի գրաֆիկի տեսքով OX կոորդինատային առանցքներում և տ.

Օրինակ, անալիտիկ ներդաշնակ տատանումները գրվում են որպես , և դրա գրաֆիկական պատկերը պատկերված է որպես սինուսոիդ՝ հոծ գիծ Նկ.80-ում:

12.Ներդաշնակ տատանումների կետային արագությունը- մենք ստանում ենք ֆունկցիան, ըստ ժամանակի տարբերակման X(տ)

Որտե՞ղ է արագության ամպլիտուդը՝ համամասնական ցիկլային հաճախականությանը և տեղաշարժի ամպլիտուդին:

Այսպիսով, արագությունը Վնույն ժամանակահատվածով սինուսոիդային օրենքի համաձայն Տ,որը օֆսեթն է Xներսում . Արագության փուլը տանում է տեղաշարժի փուլը . Սա նշանակում է, որ արագությունը առավելագույնն է, երբ կետը անցնում է հավասարակշռության դիրքը, իսկ կետի առավելագույն տեղաշարժերի դեպքում դրա արագությունը զրոյական է: Արագության գրաֆիկը ներկայացված է 80-րդ կետով

13. Հարմոնիկ տատանումների ժամանակ կետի արագացումստացվում է արագությունը ժամանակի համեմատությամբ կամ տեղաշարժը տարբերելով Xերկու անգամ ժամանակին.

Որտե՞ղ է արագացման ամպլիտուդը համաչափ տեղաշարժի ամպլիտուդիային և ցիկլային հաճախականության քառակուսու վրա:

Հարմոնիկ տատանումների ժամանակ կետի արագացումը փոխվում է նույն պարբերությամբ սինուսոիդային օրենքի համաձայն. Տ, որը ներսում տեղաշարժն է Արագացման փուլը տանում է տեղաշարժի փուլը . Արագացումը հավասար է զրոյի այն պահին, երբ կետը անցնում է հավասարակշռության դիրքը Նկար 81-ում արագացման գրաֆիկը ցույց է տրված կետագծով, հոծ գիծը պատկերում է տեղաշարժի գրաֆիկը:

Հաշվի առնելով, որ արագացումը գրում ենք ձևով

Նրանք. Հարմոնիկ տատանումներում արագացումը համաչափ է տեղաշարժին և միշտ ուղղված է դեպի հավասարակշռության դիրքը (տեղաշարժի դեմ): Հեռանալով հավասարակշռության դիրքից՝ կետը արագ է շարժվում, մոտենալով հավասարակշռության դիրքին՝ կետը արագ շարժվում է։

14. Հարմոնիկ տատանումների դինամիկան.Հարմոնիկ տատանում կատարող կետի արագացումը նրա զանգվածով բազմապատկելով՝ Նյուտոնի երկրորդ օրենքի համաձայն ստանում ենք կետի վրա ազդող ուժ։

Նշում Այժմ մենք գրում ենք կետի վրա գործող ուժը

Վերջին հավասարությունից հետևում է, որ ներդաշնակ տատանումները առաջանում են տեղաշարժին համաչափ ուժով և ուղղված դեպի տեղաշարժը, այսինքն. հավասարակշռության դիրքին:

15. Զսպանակային ճոճանակի տատանումների ժամանակաշրջան.Զսպանակային ճոճանակը տատանվում է առաձգական ուժի ազդեցությամբ

Տեղաշարժին համաչափ և դեպի հավասարակշռության դիրքն ուղղված ուժն առաջացնում է կետի ներդաշնակ տատանումներ։ Հետեւաբար, զսպանակային ճոճանակի տատանումները ներդաշնակ են։ Կոշտության գործակիցն է

Նկատի ունենալով, որ ստանում ենք զսպանակային ճոճանակի ազատ տատանումների ժամանակաշրջանը

Զսպանակային ճոճանակի հաճախականությունը կազմում է

.

15. Մաթեմատիկական ճոճանակ- նյութական կետ, որը կախված է անսահման բարակ, անկշիռ, անառողջ թելի վրա, որը տատանվում է ուղղահայաց հարթության վրա, ձգողության ազդեցության տակ:

Թելի վրա կախված բեռը, որի չափերը թելի երկարության համեմատ աննշան են, մոտավորապես կարելի է համարել մաթեմատիկական ճոճանակ։ Հաճախ նման ճոճանակը կոչվում է թելային ճոճանակ:

Դիտարկենք երկարությամբ մաթեմատիկական ճոճանակի փոքր տատանումները լ. Հավասարակշռության դիրքում ծանրության ուժը հավասարակշռվում է թելի լարվածությամբ, այսինքն. .

Եթե ​​ճոճանակը շեղենք փոքր անկյան միջով, ապա ձգողականության ուժը և լարվածության ուժը, որոնք ուղղված են միմյանց անկյան տակ, գումարվում են ստացված ուժին, որն ուղղված է դեպի հավասարակշռության դիրքը: Նկար 82-ում ճոճանակի շեղումը ուղղահայացից է

Անկյունն այնքան փոքր է, որ ցիկլային հաճախականությունը, այսինքն. թելի պտտման անկյունային արագությունը կարելի է համարել հաստատուն։ Հետեւաբար, մենք գրում ենք ճոճանակի տեղաշարժը ձեւով

Այսպիսով, մաթեմատիկական ճոճանակի փոքր տատանումները ներդաշնակ տատանումներ են։ Սկսած Նկ. 82 հետևում է, որ ուժը, բայց հետևաբար

Որտեղ մ, գ,և լհաստատուն արժեքներ. Նշենք և ստանանք վերականգնող ուժի մոդուլը ձևով. Եթե ​​հաշվի առնենք, որ ուժը միշտ ուղղված է դեպի հավասարակշռության դիրքը, այսինքն. կողմնակալության դեմ, ապա դրա արտահայտությունը գրում ենք ձևով:

Այսպիսով, մաթեմատիկական ճոճանակի տատանումներ առաջացնող ուժը համաչափ է տեղաշարժին և ուղղված է տեղաշարժին, ինչպես զսպանակային ճոճանակի տատանումների դեպքում, այսինքն՝ այս ուժի բնույթը նույնն է, ինչ առաձգական ուժը։ Բայց իր բնույթով առաձգական ուժը էլեկտրամագնիսական ուժ է: Մաթեմատիկական ճոճանակի տատանումներ առաջացնող ուժն իր բնույթով գրավիտացիոն ուժ է՝ ոչ էլեկտրամագնիսական, ուստի այն կոչվում է. քվազի-առաձգականստիպողաբար. Ցանկացած ուժ, որը գործում է որպես առաձգական ուժ, որն իր բնույթով էլեկտրամագնիսական չէ, կոչվում է քվազիառաձգական ուժ: Սա թույլ է տալիս մեզ գրել մաթեմատիկական ճոճանակի տատանման ժամանակաշրջանի արտահայտությունը ձևով

.

Այս հավասարությունից բխում է, որ մաթեմատիկական ճոճանակի տատանումների ժամանակաշրջանը կախված չէ ճոճանակի զանգվածից, այլ կախված է նրա երկարությունից և ազատ անկման արագացումից։ Իմանալով մաթեմատիկական ճոճանակի տատանումների ժամանակաշրջանը և դրա երկարությունը՝ հնարավոր է որոշել ազատ անկման արագացումը Երկրի մակերևույթի ցանկացած կետում։

17. Հեղուկի մակերեսի վրա լողացող մարմնի թրթռումներ։Պարզության համար հաշվի առեք զանգվածի մարմինը մհիմքի մակերեսով գլանաձեւ ձեւով Ս.Մարմինը լողում է մասամբ ընկղմված հեղուկի մեջ, որի խտությունը (նկ. 83):

Թող ընկղմման խորությունը լինի հավասարակշռության դիրքում: Այս դեպքում Արքիմեդի և ձգողականության ուժի արդյունքը հավասար է զրոյի

.

Եթե ​​փոխեք ընկղմման խորությունը դեպի Xապա Արքիմեդի ուժը կդառնա հավասար և արդյունքի ուժի մոդուլը Ֆտարբերվում է զրոյից

Հաշվի առնելով, որ մենք ստանում ենք

Նշելով ուժի մոդուլը Ֆինչպես

Եթե ​​ընկղմման խորությունը մեծանում է, այսինքն. մարմինը շարժվում է ներքև, Արքիմեդի ուժը դառնում է ավելի մեծ, քան ձգողականության ուժը և արդյունքը Ֆուղղված դեպի վեր, այսինքն. տեղաշարժի դեմ. Եթե ​​ընկղմման խորությունը նվազում է, այսինքն. հավասարակշռության դիրքից շարժվում է դեպի վեր, Արքիմեդի ուժը դառնում է ավելի փոքր, քան ձգողականության ուժը և արդյունքը Ֆուղղված դեպի ներքև, այսինքն. տեղաշարժի դեմ.

Այսպիսով, ուժը Ֆմիշտ ուղղված է տեղաշարժին, և դրա մոդուլը համաչափ է տեղաշարժին

Այս ուժը քվազի-առաձգական է և առաջացնում է հեղուկի մակերևույթի վրա լողացող մարմնի ներդաշնակ տատանումներ։ Այս տատանումների ժամանակաշրջանը հաշվարկվում է ներդաշնակ տատանումների համար սովորական բանաձևով

.

18. Միատարր հեղուկի տատանումները U-խողովակում. Թողեք զանգվածի համասեռ հեղուկ մ, որի խտությունը լցվում է U-աձև խողովակի մեջ, որի խաչմերուկի մակերեսը. Ս(նկ.84) Հավասարակշռության վիճակում խողովակի երկու անկյուններում սյուների բարձրությունները նույնն են՝ համաձայն միատարր հեղուկի համար հաղորդակցվող անոթների օրենքի:

Եթե ​​հեղուկը դուրս է բերվում հավասարակշռությունից, ապա ծնկների հեղուկ սյուների բարձրությունները պարբերաբար կփոխվեն, այսինքն. խողովակի հեղուկը տատանվելու է:

Թող ժամանակի ինչ-որ պահի լինի աջ ծնկի հեղուկ սյունակի բարձրությունը Xավելին։ քան ձախ կողմում: Սա նշանակում է, որ խողովակի հեղուկի վրա ազդում է հեղուկի ձգողականությունը բարձրություն ունեցող սյունակում X, , որտեղ է հեղուկ սյունակի ծավալը բարձրությամբ x. Արտադրանքը հաստատուն է, ուստի .

Այսպիսով, ուժի մոդուլը Ֆհամաչափ է արմունկներում հեղուկ սյուների բարձրությունների տարբերությանը, այսինքն. խողովակի մեջ հեղուկի տեղաշարժին համաչափ: Այս ուժի ուղղությունը միշտ հակառակ է տեղաշարժին, այսինքն.

Հետեւաբար, այս ուժը խողովակի մեջ հեղուկի ներդաշնակ տատանումներ է առաջացնում: Այս տատանումների պարբերությունը գրում ենք ներդաշնակ տատանումների կանոնի համաձայն

19. Մարմնի տատանումները գնդաձև ամանի մեջ.Թող մարմինը սահի առանց շփման շառավղով գնդաձև ամանի մեջ Ռ(նկ. 78): Հավասարակշռության դիրքից փոքր շեղումներով այս մարմնի տատանումները կարելի է համարել մաթեմատիկական ճոճանակի ներդաշնակ տատանումներ, որոնց երկարությունը հավասար է. Ռ, հավասար ժամանակահատվածով

20. Հարմոնիկ տատանումների էներգիա. Որպես օրինակ, դիտարկենք զսպանակային ճոճանակի տատանումը: Երբ օֆսեթ X

Եթե ​​շփման ուժը շատ մեծ է, ապա խոնավացած տատանումներ չեն առաջանում: Որևէ ուժերի կողմից հավասարակշռությունից դուրս բերված մարմինը այդ ուժերի գործողության ավարտից հետո վերադառնում է հավասարակշռության դիրք և կանգ է առնում։ Նման շարժումը կոչվում է պարբերական (ոչ պարբերական): Պարբերական շարժման գրաֆիկը ներկայացված է Նկ.86-ում:

22. Հարկադիր թրթռումներ- համակարգի չխաթարված տատանումներ, որոնք առաջանում են ժամանակի ընթացքում պարբերաբար փոփոխվող արտաքին ուժերի կողմից (ստիպող ուժեր):

Եթե ​​շարժիչ ուժը փոխվում է ներդաշնակ օրենքի համաձայն

, որտեղ շարժիչ ուժի ամպլիտուդը նրա ցիկլային հաճախականությունն է, ապա համակարգում կարող են սահմանվել հարկադիր ներդաշնակ տատանումներ՝ շարժիչ ուժի հաճախականությանը հավասար ցիկլային հաճախականությամբ։

.

23. Ռեզոնանս- հարկադիր տատանումների ամպլիտուդի կտրուկ աճ, երբ շարժիչ ուժի հաճախականությունը համընկնում է համակարգի ազատ տատանումների հաճախականության հետ: Եթե ​​տատանումը տեղի է ունենում դիմադրող միջավայրում, ապա շարժիչ ուժի հաճախականությունից հարկադիր տատանումների ամպլիտուդության կախվածության սյուժեն նման է Նկար 87-ին:

Շարժիչ ուժը, որի հաճախականությունը համընկնում է համակարգի ազատ տատանումների հաճախականության հետ, նույնիսկ շարժիչ ուժի շատ փոքր ամպլիտուդներով, կարող է առաջացնել շատ մեծ ամպլիտուդով տատանումներ։

24. Անվճար թրթռումներ. Համակարգի բնական հաճախականությունը:Ազատ թրթռումները համակարգի թրթռանքներն են, որոնք տեղի են ունենում նրա ներքին ուժերի գործողության ներքո: Զսպանակային ճոճանակի համար ներքին ուժը առաձգական ուժն է: Մաթեմատիկական ճոճանակի համար, որը բաղկացած է ճոճանակից և Երկրից, ներքին ուժը ձգողականությունն է: Հեղուկի մակերեսի վրա լողացող մարմնի համար ներքին ուժը Արքիմեդի ուժն է։

25. Ինքնա-տատանումներ- միջավայրում առաջացող անխափան տատանումներ՝ էներգիայի աղբյուրի պատճառով, որը չունի տատանողական հատկություններ՝ փոխհատուցելով էներգիայի կորուստները շփման ուժերը հաղթահարելու համար: Ինքնա-տատանվող համակարգերը հավասար ժամանակային ընդմիջումներով ստանում են էներգիայի հավասար բաժիններ, օրինակ՝ մեկ ժամանակաշրջանից հետո: Ժամացույցները ինքնաշարժային համակարգի օրինակ են:

Բելառուսի ազգային տեխնիկական համալսարան

«Տեխնիկական ֆիզիկայի» բաժին

Մեխանիկայի և մոլեկուլային ֆիզիկայի լաբորատորիա

Հաշվետվություն

լաբորատոր աշխատանքի համար SP 1

“Թրթռումներ և ալիքներ.

Ավարտեց՝ ուսանողական գր.107624

Խիխոլ Ի.Պ.

Ստուգված՝ Ֆեդոտենկո Ա.Վ.

Մինսկ 2004թ

Հարցեր.

Ո՞ր շարժումն է կոչվում տատանողական: Տատանումների տեսակները. Ո՞ր թրթիռներն են կոչվում ներդաշնակ: Հարմոնիկ տատանումների հիմնական բնութագրերը.

Ո՞ր թրթիռներն են կոչվում ազատ: Բերեք անվճար թրթռումների օրինակներ:

Ո՞ր թրթիռներն են կոչվում հարկադիր: Բերե՛ք հարկադիր տատանումների օրինակներ:

Նկարագրե՛ք էներգիայի փոխակերպման գործընթացը ներդաշնակորեն տատանողական շարժման ժամանակ՝ օգտագործելով մաթեմատիկական կամ զսպանակային ճոճանակի օրինակը։

Ո՞ր բանաձևով է որոշվում ընդհանուր մեխանիկական էներգիան մարմնի ներդաշնակ տատանման ժամանակ հավասարակշռության կետը և շարժման ծայրահեղ կետերն անցնելու պահին։

Ինչու՞ են ճոճանակի ազատ տատանումները խոնավանում: Ի՞նչ պայմաններում կարող են ճոճանակի տատանումները չխոնարհվել:

Ի՞նչ է մեխանիկական ռեզոնանսը: Ո՞րն է ռեզոնանսային պայմանը: Ռեզոնանսի տեսակները. Ռեզոնանսային համակարգերի օրինակներ. Բերե՛ք ռեզոնանսի օգտակար և վնասակար դրսևորման օրինակ։

Ի՞նչ է իրենից ներկայացնում տատանվող համակարգը: Բերե՛ք ինքնատատանումներ ստանալու սարքի օրինակ։ Ո՞րն է տարբերությունը ինքնուրույն տատանումների և հարկադիր և ազատ տատանումների միջև:

Ինչ է կոչվում ալիք: Ալիքային գործընթացի հիմնական բնութագրերը. Ալիքների տեսակները.

Ո՞ր ալիքներն են կոչվում լայնակի, երկայնական: Ո՞րն է նրանց միջև տարբերությունը: Բերե՛ք լայնակի և երկայնական ալիքների օրինակներ:

Ո՞ր ալիքն է կոչվում գծային, գնդաձև, հարթ: Ի՞նչ հատկություններ ունեն դրանք:

Ինչպե՞ս են ալիքներն արտացոլվում խոչընդոտից: Ի՞նչ է կանգնած ալիքը: Նրա հիմնական բնութագրերը. Բերեք օրինակներ։

Ալիքային գործընթացների կիրառում. Ինչպե՞ս է դասավորված ռադիոաստղադիտակի ալեհավաքը:

Ձայնային ալիքները և դրանց կիրառությունները:

Պատասխանները:

1 Տատանումները գործընթացներ են, որոնք տարբերվում են կրկնության այս կամ այն ​​աստիճանով:

Կան թրթռումներ՝ մեխանիկական, էլեկտրամագնիսական, էլեկտրամեխանիկական։

Հարմոնիկ տատանումներ են համարվում այն ​​տատանումները, որոնց դեպքում տատանվող արժեքը փոխվում է մեղքի կամ կոս օրենքի համաձայն։

Հարմոնիկ տատանումների հիմնական բնութագրերը՝ առատություն, ալիքի երկարություն, հաճախականություն։

2 Ազատ տատանումները կոչվում են՝ տատանումներ, որոնք տեղի են ունենում համակարգում, որը մնացել է իրեն այն բանից հետո, երբ նրան տրվել է ճնշում կամ այն ​​դուրս է եկել հավասարակշռությունից։

Ազատ թրթռումների օրինակ՝ թելի վրա կախված գնդակի թրթռումներ։

3 Հարկադիր տատանումները կոչվում են՝ տատանումներ, որոնց ժամանակ տատանվող համակարգը ենթարկվում է արտաքին պարբերաբար փոփոխվող ուժի։

Հարկադիր թրթիռների օրինակ. կամրջի թրթռումները, որոնք տեղի են ունենում, երբ մարդիկ քայլում են դրա երկայնքով՝ քայլելով քայլելով:

4 Ներդաշնակորեն տատանվող շարժման ժամանակ էներգիան կինետիկից անցնում է պոտենցիալ էներգիայի և հակառակը։ Էներգիաների գումարը հավասար է առավելագույն էներգիայի։

5 Ըստ բանաձևի՝ ընդհանուր մեխանիկական էներգիան որոշվում է մարմնի ներդաշնակ տատանման ժամանակ հավասարակշռության կետն անցնելու պահին,
շարժման ծայրահեղ կետեր.

6 Ճոճանակի ազատ տատանումները խոնավանում են, քանի որ մարմնի վրա ազդում է մի ուժ, որը խոչընդոտում է նրա շարժումը (շփման ուժեր, դիմադրություն):

Ճոճանակի տատանումները կարող են չխոնարհվել, եթե անընդհատ էներգիա մատակարարվի:

7 Ռեզոնանս - առատության առավելագույն աճ:

Ռեզոնանսային պայման. երբ համակարգի բնական հաճախականությունը պետք է համապատասխանի թարգմանականին:

Ռեզոնանսային համակարգերի օրինակներ.

Ռեզոնանսի օգտակար դրսևորման օրինակ. օգտագործվում է ակուստիկայում, ռադիոտեխնիկայում (ռադիոընդունիչ): Ռեզոնանսի վնասակար դրսևորման օրինակ՝ կամուրջների քանդում, երբ դրանց վրայով անցնում են երթային սյուներ։

8 Ինքնատատանողական համակարգ - սրանք տատանումներ են, որոնք ուղեկցվում են արտաքին ուժերի ազդեցությամբ տատանողական համակարգի վրա, սակայն ժամանակի պահերը, երբ այդ ազդեցություններն իրականացվում են, սահմանվում են հենց տատանողական համակարգի կողմից. համակարգն ինքն է վերահսկում արտաքին ուժերը:

Ինքնատատանումներ ստանալու սարքի օրինակ. ժամացույց, որի մեջ ճոճանակը ցնցումներ է ստանում բարձրացված քաշի կամ ոլորված զսպանակի էներգիայի պատճառով, և այդ ցնցումները տեղի են ունենում այն ​​պահին, երբ ճոճանակն անցնում է միջին դիրքով:

Ինքնատատանումների և հարկադիր և ազատ տատանումների տարբերությունն այն է, որ էներգիան այս համակարգին մատակարարվում է դրսից, բայց էներգիայի այդ մատակարարումը վերահսկվում է հենց համակարգի կողմից:

9 Ալիքը տատանում է, որը ժամանակի ընթացքում տարածվում է տարածության մեջ:

Ալիքի գործընթացի բնութագրերը՝ ալիքի երկարություն, ալիքի տարածման արագություն, ալիքի ամպլիտուդ

Ալիքները լայնակի են և երկայնական։

10 Լայնակի ալիքներ - միջավայրի մասնիկները տատանվում են՝ մնալով ալիքի տարածմանը ուղղահայաց հարթություններում։

Երկայնական ալիքներ - միջավայրի մասնիկները տատանվում են ալիքի տարածման ուղղությամբ

Լայնակի ալիքների օրինակ են ձայնային ալիքները, երկայնական ալիքները ռադիոալիքներն են։

11 Գծային ալիքը ալիք է, որը տարածվում է զուգահեռ գծերով:

Գնդաձև ալիքը տարածվում է բոլոր ուղղություններով այն կետից, որն առաջացնում է դրա տատանումները, իսկ գագաթները նմանվում են գնդերի։

Ալիքը համարվում է հարթ, եթե նրա ալիքային մակերեսները միմյանց զուգահեռ հարթություններ են:

12 Ալիքն արտացոլվում է նորմալի նույն անկյան տակ, ինչ այդ կետում ընկած ալիքը:

Կանգնած ալիքը ձևավորվում է միատարր միջավայրում, երբ երկու միանման ալիքներ տարածվում են միմյանց ուղղությամբ այս միջավայրի միջոցով՝ ճանապարհորդող և հանդիպակաց: Սուպերպոզիցիայով (այս ձևերի սուպերպոզիցիան) առաջանում է կանգուն ալիք։

Բնութագրեր՝ ամպլիտուդ, հաճախականություն։

Օրինակ՝ երկու ալիքի աղբյուրներ ջրի մեջ են, նրանք ստեղծում են նույն ալիքը, այս աղբյուրների միջև կլինեն կանգուն ալիքներ։

13 Ալիքային գործընթացները օգտագործվում են հեռավորության վրա ազդանշանների փոխանցման մեջ:

Ալեհավաքի հարթության վրա ընկած ալիքները արտացոլվում են զուգահեռ և հատվում են մի կետում, որտեղ տեղի է ունենում ռեզոնանս

14 Ձայնային ալիքները տարածվում են որպես երկայնական մեխանիկական ալիքներ: Այս ալիքների տարածման արագությունը կախված է միջավայրի մեխանիկական հատկություններից և կախված չէ հաճախականությունից։

Գրականություն:

Սիվուխին Դ.Վ. Ընդհանուր դասընթացֆիզիկա, հ., գլ.2, §17. Մ., «Գիտություն», 1989։

Detlaf A., A. Yavorsky B. M. «Բարձրագույն դպրոց», 1998 թ.

Գեւորգյան Ռ.Գ. Շեպել

Տրոֆիմոզա Տ.Ի. Ֆիզիկայի դասընթաց, Մ.«Բարձրագույն դպրոց», 1998 թ.

Սազելևա Ի.Վ. Ընդհանուր ֆիզիկայի դասընթաց, հ.1, գլ. 2, §15. Մ., «Գիտություն», 1977։

Նարակևիչ Ի.Ի., Վոլմյանսկի Է.Ի., Լոբկո Ս.Ի. Ֆիզիկա VTU-ների համար. - Մինսկ. Ավարտական ​​դպրոց. 1992 թ

), տատանումներ, որոնք տեղի են ունենում համակարգին տրվող էներգիայի պատճառով տատանողական շարժման սկզբում (օրինակ՝ մեխանիկական համակարգում՝ մարմնի սկզբնական տեղաշարժով կամ նրան սկզբնական արագություն տալով, իսկ էլեկտրական համակարգում՝ տատանողական միացում - կոնդենսատորի թիթեղների վրա նախնական լիցքի ստեղծման միջոցով): Բնական տատանումների ամպլիտուդը, ի տարբերություն հարկադիր տատանումների, որոշվում է միայն այս էներգիայով, իսկ դրանց հաճախականությունը՝ բուն համակարգի հատկություններով։ Էներգիայի ցրման պատճառով բնական տատանումները միշտ թուլացած տատանումներ են: Բնական թրթռումների օրինակ է զանգի ձայնը, գոնգը, դաշնամուրի լարը և այլն։

Ժամանակակից հանրագիտարան. 2000 .

Տեսեք, թե ինչ է «Սեփական Տատանումները» այլ բառարաններում.

Բնական թրթռումներ- (ազատ թրթռումներ), թրթռումներ, որոնք տեղի են ունենում համակարգին տրվող էներգիայի պատճառով տատանողական շարժման սկզբում (օրինակ, մեխանիկական համակարգում մարմնի սկզբնական տեղաշարժի կամ դրա սկզբնական արագություն տալու միջոցով, և էլեկտրական. ... ... Պատկերազարդ հանրագիտարանային բառարան

Թրթռումներ ցանկացած թրթիռում: համակարգ, որը տեղի է ունենում արտաքին ազդեցության բացակայության դեպքում. նույնը, ինչ (տես ԱՆՎՃԱՐ ԹՌԹՈՂՆԵՐ): Ֆիզիկական հանրագիտարանային բառարան. Մոսկվա: Խորհրդային հանրագիտարան. Գլխավոր խմբագիր Ա.Մ. Պրոխորով. 1983... Ֆիզիկական հանրագիտարան

- (ազատ տատանումներ) տատանումներ, որոնք կարող են գրգռվել տատանողական համակարգում՝ սկզբնական մղման ազդեցության տակ։ Բնական թրթռումների ձևն ու հաճախականությունը որոշվում են զանգվածով և առաձգականությամբ բնական մեխանիկական թրթռումների և ինդուկտիվության և ... ... Մեծ Հանրագիտարանային բառարան

- (Տատանումներ) մարմնի կամ տատանվող շղթայի ազատ թրթռումներ իներցիայով, երբ դրանց վրա չեն ազդում պարբերական արտաքին ուժեր. S. K.-ն ունեն շատ որոշակի ժամկետ (սեփական ժամկետ); օր. նավի թրթռումները դրանից հետո ... ... Ծովային բառարան

բնական թրթռումներ- Ազատ տատանումներ սեփական ձևերից մեկի վրա: [Առաջարկվող տերմինների ժողովածու. Թողարկում 82. Կառուցվածքային մեխանիկա. ԽՍՀՄ ԳԱ. Գիտատեխնիկական տերմինաբանության կոմիտե. 1970] Թեմաներ կառուցվածքային մեխանիկա, նյութերի ամրություն EN ... Տեխնիկական թարգմանչի ձեռնարկ

- (ազատ թրթռումներ), թրթռումներ, որոնք կարող են գրգռվել տատանողական համակարգում՝ նախնական մղման գործողության ներքո։ Մեխանիկական բնական տատանումների ձևն ու հաճախականությունը որոշվում են զանգվածով և առաձգականությամբ, իսկ էլեկտրամագնիսական ինդուկտիվությամբ և ... ... Հանրագիտարանային բառարան

բնական թրթռումներ- savieji virpesiai statusas T sritis fizika atitikmenys՝ angl. սեփական տատանումներ; բնական տատանումներ; ինքնորոշման տատանումներ vok. Eigenschwingungen, f rus. բնական տատանումներ, n pranc. oscillations propres, f … Fizikos terminų žodynas

Ազատ թրթռումներ, թրթռումներ, որոնք տեղի են ունենում դինամիկ պայմաններում համակարգ արտաքին ազդեցության բացակայության դեպքում, երբ սկզբնական պահին նրան հաղորդվում է արտաքին խանգարում, որը համակարգը դուրս է բերում հավասարակշռությունից: Ս.-ի բնավորությունը հիմնականում որոշվում է ... ... Մաթեմատիկական հանրագիտարան

բնական թրթռումներ- ▲ ֆիզիկական տատանումներ անկախ բնական [ազատ] տատանումները տեղի են ունենում սկզբնական մղման ազդեցության տակ: ինքնուրույն տատանումներ. ինքնագրգռումը համակարգում տատանումների ինքնաբուխ առաջացումն է արտաքին ազդեցությունների ազդեցության տակ: սպեկտրը։ եռյակ... Ռուսաց լեզվի գաղափարագրական բառարան

Ազատ տատանումներ, տատանումներ մեխանիկական, էլեկտրական կամ որևէ այլ ֆիզիկական համակարգում, որոնք տեղի են ունենում արտաքին ազդեցության բացակայության դեպքում սկզբնապես կուտակված էներգիայի պատճառով (նախնական տեղաշարժի առկայության կամ ... Խորհրդային մեծ հանրագիտարան

Գրքեր

• Բարդ անցյալ. Փարիզի որոնումներում, կամ հավերժական վերադարձ (3 գրքի հավաքածու), Միխայիլ Գերման. Սանկտ Պետերբուրգի նշանավոր գրող, արվեստի պատմաբան Միխայիլ Յուրիևիչ Գերմանի եռահատոր արձակում ներառված են «Դժվար անցյալը» հուշերը և «Փարիզի որոնումներով, կամ հավերժական ...
• Սթրեսը ժամանակակից ռուսերենի հատուկ անուններով, A. V. Superanskaya. Այս գիրքը նվիրված է սթրեսի վերլուծությանը հատուկ անուններժամանակակից ռուսերենով. Ցուցադրությունն ընդգրկում է երեք տեսակի հատուկ անուններ՝ անձնանուններ, ազգանուններ և աշխարհագրական անուններ…

տատանումներ- շարժումներ, որոնք ճշգրիտ կամ մոտավորապես կրկնվում են ժամանակի որոշակի ընդմիջումներով:
Անվճար թրթռումներ- համակարգի տատանումները ներքին մարմինների ազդեցության տակ, համակարգը հավասարակշռությունից դուրս գալուց հետո.
Ազատ թրթռումների օրինակներ են պարանից կախված ծանրության կամ զսպանակին ամրացված ծանրության թրթռումները: Այս համակարգերը հավասարակշռության դիրքից հանելուց հետո ստեղծվում են պայմաններ, որոնց դեպքում մարմինները տատանվում են առանց արտաքին ուժերի ազդեցության։
Համակարգ- մարմինների խումբ, որոնց շարժումը մենք ուսումնասիրում ենք։
ներքին ուժեր- համակարգի մարմինների միջև գործող ուժեր.
Արտաքին ուժեր- համակարգի մարմինների վրա գործող ուժեր այն մարմիններից, որոնք ներառված չեն դրա մեջ.

Ազատ տատանումների առաջացման պայմանները.

1. Երբ մարմինը հանվում է հավասարակշռության դիրքից, համակարգում պետք է ուժ առաջանա, որն ուղղված է դեպի հավասարակշռության դիրքը և, հետևաբար, հակված է մարմինը վերադարձնել հավասարակշռության դիրքի:
   Օրինակ:երբ զսպանակին կցված գնդակը շարժվում է դեպի ձախ, իսկ երբ շարժվում է դեպի աջ, առաձգական ուժն ուղղված է դեպի հավասարակշռության դիրքը։
2. Համակարգում շփումը պետք է բավականաչափ ցածր լինի: Հակառակ դեպքում տատանումները արագ կմարեն կամ ընդհանրապես չեն հայտնվի։ Շարունակական տատանումները հնարավոր են միայն շփման բացակայության դեպքում։

Գոյություն ունենալ տարբեր տեսակներտատանումներ ֆիզիկայում, որոնք բնութագրվում են որոշակի պարամետրերով. Դիտարկենք դրանց հիմնական տարբերությունները, դասակարգումը ըստ տարբեր գործոնների:

Հիմնական սահմանումներ

Տատանումը հասկացվում է որպես գործընթաց, որի ժամանակ կանոնավոր ընդմիջումներով շարժման հիմնական բնութագրիչները ունեն նույն արժեքները:

Նման տատանումները կոչվում են պարբերական, որոնցում հիմնական մեծությունների արժեքները կրկնվում են կանոնավոր ընդմիջումներով (տատանումների ժամանակաշրջան):

Տատանողական պրոցեսների տարատեսակներ

Դիտարկենք տատանումների հիմնական տեսակները, որոնք գոյություն ունեն հիմնարար ֆիզիկայում:

Ազատ թրթռումները դրանք են, որոնք տեղի են ունենում համակարգում, որը չի ենթարկվում արտաքին փոփոխական ազդեցությունների սկզբնական ցնցումից հետո:

Ազատ տատանումների օրինակ է մաթեմատիկական ճոճանակը։

Մեխանիկական թրթռումների այն տեսակները, որոնք տեղի են ունենում համակարգում արտաքին փոփոխական ուժի ազդեցության տակ:

Դասակարգման առանձնահատկությունները

Ըստ ֆիզիկական բնույթի՝ առանձնանում են տատանողական շարժումների հետևյալ տեսակները.

• մեխանիկական;
• ջերմային;
• էլեկտրամագնիսական;
• խառը.

Ըստ շրջակա միջավայրի հետ փոխգործակցության տարբերակի

Թրթռումների տեսակներն ըստ փոխազդեցության միջավայրըտարբերակել մի քանի խմբեր.

Համակարգում արտաքին պարբերական գործողության գործողության ներքո հայտնվում են հարկադիր տատանումներ։ Որպես այս տեսակի տատանումների օրինակ կարող ենք դիտարկել ձեռքերի, տերևների շարժումը ծառերի վրա։

Հարկադիր ներդաշնակ տատանումների համար կարող է հայտնվել ռեզոնանս, որի դեպքում արտաքին գործողության հաճախականության և տատանումների հավասար արժեքներով ամպլիտուդի կտրուկ աճով:

Համակարգի բնական թրթռումները ներքին ուժերի ազդեցության տակ այն հավասարակշռությունից հանելուց հետո: Ազատ թրթռումների ամենապարզ տարբերակը բեռնվածքի շարժումն է, որը կախված է թելի վրա կամ ամրացված է զսպանակին։

Ինքնատատանումները կոչվում են այնպիսի տեսակներ, որոնց դեպքում համակարգն ունի որոշակի քանակությամբ պոտենցիալ էներգիա, որն օգտագործվում է տատանումներ կատարելու համար: բնորոշ նշանդրանք այն փաստն է, որ ամպլիտուդը բնութագրվում է հենց համակարգի հատկություններով, այլ ոչ թե սկզբնական պայմաններով:

Պատահական տատանումների համար արտաքին բեռը պատահական արժեք ունի։

Տատանողական շարժումների հիմնական պարամետրերը

Բոլոր տեսակի տատանումները ունեն որոշակի բնութագրեր, որոնց մասին պետք է առանձին նշել։

Ամպլիտուդը հավասարակշռության դիրքից առավելագույն շեղումն է, տատանվող արժեքի շեղումը, այն չափվում է մետրերով:

Ժամանակահատվածը մեկ ամբողջական տատանման ժամանակն է, որից հետո համակարգի բնութագրերը կրկնվում են՝ հաշվարկված վայրկյաններով։

Հաճախականությունը որոշվում է ժամանակի միավորի տատանումների քանակով, այն հակադարձ համեմատական ​​է տատանումների ժամանակաշրջանին։

Տատանման փուլը բնութագրում է համակարգի վիճակը:

Հարմոնիկ թրթռումների բնութագիրը

Նման տեսակի տատանումները տեղի են ունենում կոսինուսի կամ սինուսի օրենքի համաձայն։ Ֆուրիեին հաջողվել է հաստատել, որ ցանկացած պարբերական տատանում կարող է ներկայացվել որպես ներդաշնակ փոփոխությունների գումար՝ ընդլայնելով որոշակի ֆունկցիա

Որպես օրինակ, դիտարկենք ճոճանակ, որն ունի որոշակի շրջան և ցիկլային հաճախականություն:

Ի՞նչն է բնութագրում այս տեսակի տատանումները: Ֆիզիկան համարում է իդեալականացված համակարգ, որը բաղկացած է նյութական կետ, որը կախվել է անկշռելի անքակտելի թելի վրա, տատանվում է ձգողականության ազդեցությամբ։

Նման տեսակի թրթռումները ունեն որոշակի քանակությամբ էներգիա, դրանք բնորոշ են բնության և տեխնիկայի մեջ:

Երկարատև տատանողական շարժումով փոխվում են նրա զանգվածային կենտրոնի կոորդինատները, իսկ փոփոխական հոսանքի դեպքում՝ շղթայում հոսանքի և լարման արժեքը։

Հարմոնիկ տատանումները ըստ ֆիզիկական բնույթի տարբեր են՝ էլեկտրամագնիսական, մեխանիկական և այլն։

Թափահարումը գործում է որպես հարկադիր թրթռում փոխադրամիջոց, որը շարժվում է խորդուբորդ ճանապարհով։

Հարկադիր և ազատ թրթռումների հիմնական տարբերությունները

Այս տեսակի էլեկտրամագնիսական տատանումները տարբերվում են ֆիզիկական բնութագրերով: Միջին դիմադրության և շփման ուժերի առկայությունը հանգեցնում է ազատ տատանումների թուլացմանը: Հարկադիր տատանումների դեպքում էներգիայի կորուստները փոխհատուցվում են արտաքին աղբյուրից դրա լրացուցիչ մատակարարմամբ։

Զսպանակային ճոճանակի ժամանակաշրջանը կապված է մարմնի զանգվածի և զսպանակի կոշտության հետ: Մաթեմատիկական ճոճանակի դեպքում դա կախված է թելի երկարությունից։

Հայտնի ժամանակաշրջանով հնարավոր է հաշվարկել տատանողական համակարգի բնական հաճախականությունը։

Տեխնիկայի և բնության մեջ կան տատանումներ տարբեր արժեքներհաճախականություններ. Օրինակ, ճոճանակը, որը տատանվում է Սանկտ Պետերբուրգի Սուրբ Իսահակի տաճարում, ունի 0,05 Հց հաճախականություն, մինչդեռ ատոմների համար այն մի քանի միլիոն մեգահերց է։

Որոշակի ժամանակահատվածից հետո նկատվում է ազատ տատանումների մարում։ Այդ իսկ պատճառով իրական պրակտիկայում կիրառվում են հարկադիր տատանումները։ Նրանք պահանջարկ ունեն տարբեր վիբրացիոն մեքենաներում: Թրթռացող մուրճը հարվածային թրթռումային մեքենա է, որը նախատեսված է խողովակները, կույտերը և այլ մետաղական կոնստրուկցիաները գետնին քշելու համար։

Էլեկտրամագնիսական թրթռումներ

Թրթռման ռեժիմների բնութագրերը ներառում են հիմնական ֆիզիկական պարամետրերի վերլուծություն՝ լիցք, լարում, հոսանքի ուժ։ Որպես տարրական համակարգ, որն օգտագործվում է էլեկտրամագնիսական տատանումները դիտարկելու համար, տատանողական միացում է։ Այն ձևավորվում է կծիկի և կոնդենսատորի միացման միջոցով:

Երբ միացումը փակ է, դրա մեջ առաջանում են ազատ էլեկտրամագնիսական տատանումներ, որոնք կապված են կոնդենսատորի էլեկտրական լիցքի պարբերական փոփոխությունների և կծիկի հոսանքի հետ:

Դրանք ազատ են, քանի որ երբ դրանք կատարվում են, արտաքին ազդեցություն չի լինում, այլ օգտագործվում է միայն այն էներգիան, որը պահվում է բուն շղթայում։

Արտաքին ազդեցության բացակայության դեպքում որոշակի ժամանակ անց նկատվում է էլեկտրամագնիսական տատանումների թուլացում։ Այս երեւույթի պատճառը կլինի կոնդենսատորի աստիճանական լիցքաթափումը, ինչպես նաև այն դիմադրությունը, որն իրականում ունի կծիկը։

Այդ իսկ պատճառով իրական շղթայում առաջանում են խամրված տատանումներ։ Կոնդենսատորի լիցքավորման նվազեցումը հանգեցնում է էներգիայի արժեքի նվազմանը` համեմատած դրա սկզբնական արժեքի հետ: Աստիճանաբար այն ջերմության տեսքով կթողարկվի միացնող լարերի և կծիկի վրա, կոնդենսատորն ամբողջությամբ կլիցքաթափվի, և էլեկտրամագնիսական տատանումը կավարտվի։

Գիտության և տեխնիկայի տատանումների նշանակությունը

Ցանկացած շարժում, որն ունի որոշակի աստիճանի կրկնություն, տատանումներ են: Օրինակ, մաթեմատիկական ճոճանակը բնութագրվում է սկզբնական ուղղահայաց դիրքից երկու ուղղություններով համակարգված շեղումով:

Զսպանակային ճոճանակի համար մեկ ամբողջական տատանումը համապատասխանում է սկզբնական դիրքից վերև վար շարժմանը:

Էլեկտրական շղթայում, որն ունի հզորություն և ինդուկտիվություն, կոնդենսատորի թիթեղների վրա կա լիցքի կրկնություն: Ո՞րն է տատանողական շարժումների պատճառը: Ճոճանակը գործում է շնորհիվ այն բանի, որ ձգողականությունը ստիպում է այն վերադառնալ իր սկզբնական դիրքին: Զսպանակային մոդելի դեպքում նմանատիպ ֆունկցիա է կատարում զսպանակի առաձգական ուժը։ Անցնելով հավասարակշռության դիրքը՝ բեռը ունի որոշակի արագություն, հետևաբար, իներցիայով այն անցնում է միջին վիճակից։

Էլեկտրական տատանումները կարելի է բացատրել լիցքավորված կոնդենսատորի թիթեղների միջև առկա պոտենցիալ տարբերությամբ: Նույնիսկ երբ այն ամբողջությամբ լիցքաթափվում է, հոսանքը չի վերանում, այն լիցքավորվում է:

Ժամանակակից տեխնիկայում օգտագործվում են տատանումներ, որոնք էապես տարբերվում են իրենց բնույթով, կրկնության աստիճանով, բնույթով, ինչպես նաև առաջացման «մեխանիզմով»։

Մեխանիկական թրթռումները կատարվում են երաժշտական ​​գործիքների լարերի, ծովային ալիքների և ճոճանակի միջոցով։ Տարբեր փոխազդեցություններ իրականացնելիս հաշվի են առնվում ռեակտիվների կոնցենտրացիայի փոփոխության հետ կապված քիմիական տատանումները:

Էլեկտրամագնիսական տատանումները հնարավորություն են տալիս ստեղծել տարբեր տեխնիկական սարքեր, օրինակ՝ հեռախոս, ուլտրաձայնային բժշկական սարքեր։

Ցեֆեիդների պայծառության տատանումները աստղաֆիզիկայում առանձնահատուկ հետաքրքրություն են ներկայացնում, և տարբեր երկրների գիտնականներ ուսումնասիրում են դրանք:

Եզրակացություն

Բոլոր տեսակի տատանումները սերտորեն կապված են հսկայական թվով տեխնիկական գործընթացների և ֆիզիկական երևույթների հետ։ Դրանց գործնական նշանակությունը մեծ է ավիաշինության, նավաշինության, բնակելի համալիրների կառուցման, էլեկտրատեխնիկայի, ռադիոէլեկտրոնիկայի, բժշկության, հիմնարար գիտության ոլորտներում։ Ֆիզիոլոգիայում բնորոշ տատանողական գործընթացի օրինակ է սրտի մկանների շարժումը: Մեխանիկական թրթռումները հանդիպում են օրգանական և անօրգանական քիմիայի, օդերևութաբանության, ինչպես նաև բազմաթիվ այլ բնական գիտությունների մեջ:

Մաթեմատիկական ճոճանակի առաջին ուսումնասիրությունները կատարվել են տասնյոթերորդ դարում, իսկ տասնիններորդ դարի վերջում գիտնականները կարողացել են հաստատել էլեկտրամագնիսական տատանումների բնույթը։ Ռուս գիտնական Ալեքսանդր Պոպովը, ով համարվում է ռադիոկապի «հայրը», իր փորձերն իրականացրել է հենց էլեկտրամագնիսական տատանումների տեսության, Թոմսոնի, Հյուգենսի և Ռեյլի հետազոտության արդյունքների հիման վրա։ Նրան հաջողվել է գործնական կիրառություն գտնել էլեկտրամագնիսական տատանումների համար, օգտագործել դրանք ռադիոազդանշանը մեծ հեռավորության վրա փոխանցելու համար։

Ակադեմիկոս Պ. հետ կապված բազմաթիվ փորձերի միջոցով տարբեր տեսակներտատանումների ժամանակ գիտնականներին հաջողվել է գտնել դրանց օպտիմալ օգտագործման ոլորտները ժամանակակից գիտև տեխնոլոգիա։