რხევების სახეები და მათი განმარტებები. ვიბრაციები: მექანიკური და ელექტრომაგნიტური
1. რყევები.
2. მექანიკური ვიბრაციები.
3. ენერგიის გარდაქმნები მექანიკური ვიბრაციების დროს.
4. რხევების პერიოდი.
5. რხევის სიხშირე.
6. ციკლური რხევის სიხშირე.
7. მექანიკური რხევების ამპლიტუდა.
8. ჰარმონიული ვიბრაციები.
9. ჰარმონიული რხევის ფაზა.
10. რხევების ანალიტიკური წარმოდგენა.
11. ვიბრაციების გრაფიკული გამოსახვა.
12. წერტილის სიჩქარე ჰარმონიულ რხევაში.
13. წერტილის აჩქარება ჰარმონიულ რხევაში.
14. ჰარმონიული რხევის დინამიკა.
15. ზამბარის ქანქარის რხევის პერიოდი.
16. მათემატიკური ქანქარა. კვაზი-ელასტიური ძალა.
17. სითხის ზედაპირზე მცურავი სხეულის რხევები.
18. ერთგვაროვანი სითხის რხევები U- ფორმის მილში.
19. სხეულის რხევები სფერულ თასში.
20. ჰარმონიული რხევის ენერგია.
21. დამსხვრეული ვიბრაციები.
22. იძულებითი ვიბრაციები.
23. რეზონანსი.
24. თავისუფალი ვიბრაციები. საკუთარი სიხშირე.
25. თვითრხევები.
1. რყევები.რხევებს ზოგადად უწოდებენ პერიოდულ ცვლილებებს სისტემის მდგომარეობაში, რომელშიც სხვადასხვა მნიშვნელობებია ფიზიკური რაოდენობითახასიათებს ამ სისტემას. მაგალითად, ჰაერის წნევის და სიმკვრივის, ძაბვის და ელექტრული დენის პერიოდული ცვლილებები ამ რაოდენობების რყევებია.
მათემატიკურად, პერიოდულობა ნიშნავს, რომ თუ - არის დროის პერიოდული ფუნქცია წერტილით თ, შემდეგ ნებისმიერისთვის ტთანასწორობა 
2. მექანიკური ვიბრაციები- სხეულის მოძრაობები, რომლებიც ზუსტად ან თითქმის ზუსტად მეორდება რეგულარული ინტერვალებით.
მექანიკური ვიბრაციები ხდება სისტემებში, რომლებსაც აქვთ სტაბილური წონასწორობის პოზიცია. მინიმალური პოტენციური ენერგიის პრინციპის მიხედვით, სტაბილური წონასწორობის მდგომარეობაში სისტემის პოტენციური ენერგია მინიმალურია. როდესაც სხეული ამოღებულია სტაბილური წონასწორობის პოზიციიდან, მისი პოტენციური ენერგია იზრდება. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ძალა, რომელიც მიმართულია წონასწორობის პოზიციისკენ (დაბრუნების ძალა) და რაც უფრო შორს გადახრის სხეული წონასწორობის პოზიციიდან, მით უფრო დიდია მისი პოტენციური ენერგია და მით მეტია აღდგენის ძალის მოდული. მაგალითად, როდესაც ზამბარის ქანქარა გადახრის წონასწორობის პოზიციიდან, აღდგენის ძალის როლს ასრულებს დრეკადობის ძალა, რომლის მოდული იცვლება გადახრის პროპორციულად, სადაც Xქანქარის გადახრა წონასწორული პოზიციიდან. ზამბარის ქანქარის პოტენციური ენერგია იცვლება გადაადგილების კვადრატის პროპორციულად.
ანალოგიურად, არის ძაფის ქანქარისა და ბურთის რხევები, რომლებიც მოძრაობენ რადიუსის სფერული თასის ფსკერზე. რ, რომელიც შეიძლება ჩაითვალოს ძაფის ქანქარად ძაფის სიგრძით თასის რადიუსის ტოლი (სურ. 78).
3.ენერგიის გარდაქმნები მექანიკური ვიბრაციების დროს. თუ არ არსებობს ხახუნის ძალები, მაშინ რხევადი სხეულის მთლიანი მექანიკური ენერგია მუდმივი რჩება. რხევების პროცესში ხდება სხეულის პოტენციური და კინეტიკური ენერგიის პერიოდული ურთიერთ გარდაქმნები. განვახორციელოთ მსჯელობა ძაფის ქანქარის რხევების მაგალითზე. მსჯელობის გასამარტივებლად ვიღებთ ქანქარის პოტენციურ ენერგიას წონასწორობის მდგომარეობაში ნულის ტოლი. უკიდურესად გადახრილ მდგომარეობაში, ქანქარის პოტენციური ენერგია მაქსიმალურია, ხოლო კინეტიკური ენერგია ნულის ტოლია, რადგან. ამ მდგომარეობაში ქანქარა ისვენებს. წონასწორობის პოზიციაზე გადასვლისას ქანქარის სიმაღლე დედამიწის ზედაპირზე მცირდება, ხოლო პოტენციური ენერგია მცირდება, ხოლო მისი სიჩქარე და კინეტიკური ენერგია იზრდება. წონასწორობის მდგომარეობაში პოტენციური ენერგია ნულის ტოლია, ხოლო კინეტიკური ენერგია მაქსიმალურია. აგრძელებს მოძრაობას ინერციით, ქანქარა გადის წონასწორობის პოზიციას. წონასწორობის პოზიციის გავლის შემდეგ ქანქარის კინეტიკური ენერგია მცირდება, მაგრამ მისი პოტენციური ენერგია იზრდება. როდესაც ქანქარა გაჩერდება, მისი კინეტიკური ენერგია ნულის ტოლი გახდება, პოტენციური ენერგია კი მაქსიმუმს მიაღწევს და ყველაფერი საპირისპირო თანმიმდევრობით განმეორდება.
ენერგიის შენარჩუნების კანონის მიხედვით, ქანქარის პოტენციური ენერგია უკიდურეს გადახრილ მდგომარეობაში უდრის მის კინეტიკურ ენერგიას წონასწორობის მდგომარეობაში გავლის მომენტში.
დროის ნებისმიერ მომენტში რხევის პროცესში ქანქარის მთლიანი მექანიკური ენერგია უდრის მის პოტენციალს უკიდურეს გადახრილ მდგომარეობაში ან კინეტიკურ ენერგიას წონასწორობის პოზიციის გავლის მომენტში.
სადაც ქანქარის სიმაღლე უკიდურეს გადახრილ მდგომარეობაში, სიჩქარე წონასწორობის მდგომარეობაში გავლის მომენტში.
4. რხევის პერიოდი- მინიმალური დროის ინტერვალი, რომლის შემდეგაც მოძრაობა მეორდება, ან დროის ინტერვალი, რომლის დროსაც ხდება ერთი სრული რხევა. პერიოდი ( თ) იზომება წამებში.
5. რხევის სიხშირე- განსაზღვრავს ერთ წამში შესრულებული სრული რხევების რაოდენობას. სიხშირე და პერიოდი დაკავშირებულია
სიხშირე იზომება ჰერცში (Hz). ერთი ჰერცი არის ერთი სრული რხევა ერთ წამში.
6. ციკლური სიხშირე ან წრიული სიხშირეგანსაზღვრავს სრული რხევების რაოდენობას წამში
სიხშირე დადებითი მნიშვნელობაა,.
7. მექანიკური ვიბრაციების ამპლიტუდაარის სხეულის მაქსიმალური გადახრა წონასწორული პოზიციიდან. რხევების ზოგად შემთხვევაში, ამპლიტუდა არის მაქსიმალური მნიშვნელობა, რომელსაც იღებს პერიოდულად ცვალებადი ფიზიკური რაოდენობა.
8. ჰარმონიული ვიბრაციები- რხევები, რომლებშიც რხევითი მნიშვნელობა იცვლება სინუსის ან კოსინუსის კანონის მიხედვით (ჰარმონიული კანონის მიხედვით):
აქ არის რხევის ამპლიტუდა, ციკლური სიხშირე.
9. ჰარმონიული რხევის ფაზა -სიდიდე , სინუსის ან კოსინუსის ნიშნის ქვეშ დგომა. ფაზა განსაზღვრავს მერყევი სიდიდის მნიშვნელობას მოცემულ დროს, საწყის ფაზას, ე.ი. დროის მითითების დაწყების მომენტში ჰარმონიული რხევების უმარტივესი მაგალითია პროექციის რხევა წერტილის კოორდინატულ ღერძებზე. მერთნაირად მოძრაობს რადიუსის წრის გასწვრივ მაგრამთვითმფრინავში XOY, რომლის ცენტრი ემთხვევა წარმოშობას (სურ. 79)
სიმარტივისთვის, ჩვენ ვაყენებთ, ე.ი. მაშინ
ბევრი ცნობილი რხევითი სისტემა შეიძლება ჩაითვალოს ჰარმონიულად მხოლოდ დაახლოებით ძალიან მცირე გადახრებისთვის. ჰარმონიული რხევის მთავარი პირობაა ციკლური სიხშირისა და ამპლიტუდის მუდმივობა. მაგალითად, როდესაც ძაფის ქანქარა რხევა, ვერტიკალურიდან გადახრის კუთხე არათანაბრად იცვლება, ე.ი. ციკლური სიხშირე არ არის მუდმივი. თუ გადახრები ძალიან მცირეა, მაშინ ქანქარის მოძრაობა ძალიან ნელია და მოძრაობის უთანასწორობა შეიძლება იყოს უგულებელყოფილი, ვარაუდით. რაც უფრო ნელია მოძრაობა, მით უფრო დაბალია გარემოს წინააღმდეგობა, მით ნაკლებია ენერგიის დანაკარგი და მით უფრო მცირეა ამპლიტუდის ცვლილება.
ამრიგად, მცირე რხევები შეიძლება ჩაითვალოს დაახლოებით ჰარმონიულად.
10. ვიბრაციების ანალიტიკური წარმოდგენა- მერყევი მნიშვნელობის ჩანაწერი ფუნქციის სახით, რომელიც გამოხატავს მნიშვნელობის დროზე დამოკიდებულებას.
11. ვიბრაციების გრაფიკული წარმოდგენა -რხევების წარმოდგენა ფუნქციის გრაფიკის სახით კოორდინატთა ღერძებში OX და ტ.
მაგალითად, ანალიტიკურად ჰარმონიული რხევები იწერება როგორც , ხოლო მისი გრაფიკული გამოსახულება გამოსახულია სინუსოიდის სახით - მყარი ხაზი სურ.80-ზე.
12.წერტილის სიჩქარე ჰარმონიულ რხევაში– ჩვენ ვიღებთ ფუნქციის დროის მიხედვით დიფერენცირებით X(ტ)
სად არის სიჩქარის ამპლიტუდა, პროპორციულია ციკლური სიხშირისა და გადაადგილების ამპლიტუდისა.
ასე რომ, სიჩქარე ვსინუსოიდური კანონის მიხედვით იმავე პერიოდით T,რომელიც არის ოფსეტური Xფარგლებში 
. სიჩქარის ფაზა მიჰყავს გადაადგილების ფაზას . ეს ნიშნავს, რომ სიჩქარე მაქსიმალურია, როდესაც წერტილი გადის წონასწორობის პოზიციას, ხოლო წერტილის მაქსიმალური გადაადგილებისას მისი სიჩქარე ნულის ტოლია. სიჩქარის გრაფიკი წარმოდგენილია 80-ზე წერტილოვანი ხაზით
13. წერტილის აჩქარება ჰარმონიული რხევების დროსმიღებული სიჩქარის დიფერენცირებით დროის მიმართ ან გადაადგილების დიფერენცირებით Xდროში ორჯერ:
სად არის აჩქარების ამპლიტუდა პროპორციული გადაადგილების ამპლიტუდისა და ციკლური სიხშირის კვადრატისა.
ჰარმონიული რხევების დროს წერტილის აჩქარება იცვლება სინუსოიდური კანონის მიხედვით იმავე პერიოდით თ, რომელიც არის ცვლა შიგნით 
აჩქარების ფაზას მიჰყავს გადაადგილების ფაზა . აჩქარება ნულის ტოლია იმ მომენტში, როდესაც წერტილი გადის წონასწორობის პოზიციაზე, 81-ე სურათზე აჩქარების გრაფიკი ნაჩვენებია წერტილოვანი ხაზით, მყარი ხაზი გამოსახავს გადაადგილების გრაფიკს.
იმის გათვალისწინებით, რომ აჩქარებას ვწერთ ფორმაში
იმათ. ჰარმონიულ რხევაში აჩქარება გადაადგილების პროპორციულია და ყოველთვის მიმართულია წონასწორობის პოზიციისკენ (გადაადგილების საწინააღმდეგოდ). წონასწორობის პოზიციიდან მოშორებით, წერტილი სწრაფად მოძრაობს, უახლოვდება წონასწორობის მდგომარეობას, წერტილი სწრაფად მოძრაობს.
14. ჰარმონიული რხევის დინამიკა.იმ წერტილის აჩქარების გამრავლებით, რომელიც ქმნის ჰარმონიულ რხევას, მის მასაზე, მივიღებთ, ნიუტონის მეორე კანონის მიხედვით, წერტილზე მოქმედ ძალას.
აღნიშნეთ ახლა ჩვენ ვწერთ წერტილზე მოქმედ ძალას
ბოლო ტოლობიდან გამომდინარეობს, რომ ჰარმონიული რხევები გამოწვეულია გადაადგილების პროპორციული ძალით და მიმართულია გადაადგილების წინააღმდეგ, ე.ი. წონასწორობის პოზიციამდე.
15. ზამბარის ქანქარის რხევის პერიოდი.ზამბარის ქანქარა რხევა დრეკადი ძალის მოქმედებით
გადაადგილების პროპორციული და წონასწორული პოზიციისკენ მიმართული ძალა იწვევს წერტილის ჰარმონიულ რხევებს. მაშასადამე, ზამბარის ქანქარის რხევები ჰარმონიულია. სიხისტის კოეფიციენტი არის
იმის გათვალისწინებით, რომ ვიღებთ ზამბარის ქანქარის თავისუფალი რხევების პერიოდს
ზამბარის ქანქარის სიხშირე არის
.
15. მათემატიკური გულსაკიდი- უსასრულოდ თხელ, უწონო, გაუწელვებელ ძაფზე დაკიდებული მატერიალური წერტილი, რომელიც ირხევა ვერტიკალურ სიბრტყეში, გრავიტაციის მოქმედების ქვეშ.
ძაფზე დაკიდებული დატვირთვა, რომლის ზომები უმნიშვნელოა ძაფის სიგრძესთან შედარებით, დაახლოებით შეიძლება ჩაითვალოს მათემატიკურ ქანქარად. ხშირად ასეთ ქანქარს ძაფის ქანქარს უწოდებენ.
განვიხილოთ მათემატიკური ქანქარის მცირე რხევები სიგრძით ლ. წონასწორობის მდგომარეობაში სიმძიმის ძალა ბალანსირებულია ძაფში დაჭიმვით, ე.ი. .
თუ ქანქარას გადავუხვიავთ პატარა კუთხით, მაშინ მიზიდულობის ძალა და დაძაბულობის ძალა, რომლებიც მიმართულია ერთმანეთის კუთხით, ემატება მიღებულ ძალას, რომელიც მიმართულია წონასწორობის პოზიციისკენ. 82-ზე ქანქარის გადახრა ვერტიკალურიდან არის
კუთხე იმდენად მცირეა, რომ ციკლური სიხშირე, ე.ი. ძაფის ბრუნვის კუთხური სიჩქარე შეიძლება ჩაითვალოს მუდმივი. ამიტომ, ჩვენ ვწერთ ქანქარის გადაადგილებას ფორმაში
ამრიგად, მათემატიკური ქანქარის მცირე რხევები ჰარმონიული რხევებია. ნახ. 82 აქედან გამომდინარეობს, რომ ძალა არის მაგრამ ამიტომ
სად მ, გ,და ლმუდმივი მნიშვნელობები. აღვნიშნოთ და მივიღოთ აღმდგენი ძალის მოდული სახით . თუ გავითვალისწინებთ, რომ ძალა ყოველთვის მიმართულია წონასწორობის პოზიციისკენ, ე.ი. მიკერძოების საწინააღმდეგოდ, შემდეგ ჩვენ ვწერთ მის გამონათქვამს სახით .
ამრიგად, მათემატიკური ქანქარის რხევების გამომწვევი ძალა გადაადგილების პროპორციულია და მიმართულია გადაადგილების წინააღმდეგ, როგორც ზამბარის ქანქარის რხევების შემთხვევაში, ანუ ამ ძალის ბუნება იგივეა, რაც დრეკადობის ძალა. მაგრამ ბუნებით, ელასტიური ძალა ელექტრომაგნიტური ძალაა. ძალა, რომელიც იწვევს მათემატიკური ქანქარის რხევებს, თავისი ბუნებით არის გრავიტაციული ძალა - არაელექტრომაგნიტური, ამიტომ მას ე.წ. კვაზი-ელასტიურიძალით. ნებისმიერ ძალას, რომელიც მოქმედებს როგორც ელასტიური ძალა, რომელიც არ არის ელექტრომაგნიტური ბუნებით, ეწოდება კვაზი-ელასტიური ძალა. ეს საშუალებას გვაძლევს დავწეროთ გამოხატულება მათემატიკური ქანქარის რხევის პერიოდის სახით
.
ამ თანასწორობიდან გამომდინარეობს, რომ მათემატიკური ქანქარის რხევის პერიოდი არ არის დამოკიდებული ქანქარის მასაზე, არამედ დამოკიდებულია მის სიგრძეზე და თავისუფალი ვარდნის აჩქარებაზე. მათემატიკური ქანქარის რხევის პერიოდისა და მისი სიგრძის ცოდნით, შესაძლებელია დადგინდეს თავისუფალი ვარდნის აჩქარება დედამიწის ზედაპირის ნებისმიერ წერტილში.
17. სითხის ზედაპირზე მცურავი სხეულის ვიბრაციები.სიმარტივისთვის განიხილეთ მასის სხეული მბაზის ფართობის მქონე ცილინდრის სახით ს.სხეული ცურავს ნაწილობრივ ჩაეფლო სითხეში, რომლის სიმკვრივეა (სურ. 83).
დაე, ჩაძირვის სიღრმე იყოს წონასწორობის მდგომარეობაში. ამ შემთხვევაში არქიმედეს და მიზიდულობის ძალა ტოლია ნულის ტოლი
.
თუ შეცვლით ჩაძირვის სიღრმეს Xმაშინ არქიმედეს ძალა თანაბარი გახდება და შედეგად მიღებული ძალის მოდული ფხდება ნულიდან განსხვავებული
Იმის გათვალისწინებით, რომ 
ვიღებთ
აღნიშნავს ძალის მოდულს ფროგორც
თუ ჩაძირვის სიღრმე იზრდება, ე.ი. სხეული მოძრაობს ქვემოთ, არქიმედეს ძალა უფრო დიდი ხდება ვიდრე მიზიდულობის ძალა და შედეგი ფმიმართული ზევით, ე.ი. გადაადგილების წინააღმდეგ. თუ ჩაძირვის სიღრმე მცირდება, ე.ი. წონასწორობის პოზიციიდან ზემოთ გადადის, არქიმედეს ძალა ხდება მიზიდულობის ძალაზე ნაკლები და შედეგი ფმიმართული ქვევით, ე.ი. გადაადგილების წინააღმდეგ.
ასე რომ, ძალა ფყოველთვის მიმართულია გადაადგილების წინააღმდეგ და მისი მოდული გადაადგილების პროპორციულია
ეს ძალა კვაზი-ელასტიურია და იწვევს სითხის ზედაპირზე მცურავი სხეულის ჰარმონიულ რხევებს. ამ რხევების პერიოდი გამოითვლება ჰარმონიული რხევებისთვის საერთო ფორმულით
.
18. ერთგვაროვანი სითხის რხევები U- მილში. აცადეთ მასის ერთგვაროვანი სითხე მ, რომლის სიმკვრივე შეედინება U- ფორმის მილში, რომლის განივი ფართობი. ს(ნახ.84) წონასწორობის მდგომარეობაში, მილის ორივე იდაყვში სვეტების სიმაღლეები ერთნაირია, ერთგვაროვანი სითხის გადამცემი ჭურჭლის კანონის მიხედვით.
თუ სითხე წონასწორობიდან გამოვა, მაშინ მუხლებში თხევადი სვეტების სიმაღლეები პერიოდულად შეიცვლება, ე.ი. მილში არსებული სითხე ირხევა.
მოდით, დროის გარკვეულ მომენტში იყოს თხევადი სვეტის სიმაღლე მარჯვენა მუხლში Xმეტი. ვიდრე მარცხნივ. ეს ნიშნავს, რომ მილის სითხეზე გავლენას ახდენს სითხის სიმძიმე სიმაღლის სვეტში X, , სად არის სითხის სვეტის მოცულობა სიმაღლით x. პროდუქტი არის მუდმივი, ასე რომ.
ასე რომ, ძალის მოდული ფპროპორციულია იდაყვებში თხევადი სვეტების სიმაღლეების სხვაობისა, ე.ი. მილში სითხის გადაადგილების პროპორციულია. ამ ძალის მიმართულება ყოველთვის საპირისპიროა გადაადგილებისა, ე.ი.
ამიტომ, ეს ძალა იწვევს მილში სითხის ჰარმონიულ რხევებს. ამ რხევების პერიოდს ვწერთ ჰარმონიული რხევების წესის მიხედვით
19. სხეულის რხევები სფერულ თასში.ნება მიეცით სხეული სრიალდეს ხახუნის გარეშე რადიუსის სფერულ თასში რ(სურ. 78). წონასწორობის პოზიციიდან მცირე გადახრებით, ამ სხეულის რხევები შეიძლება ჩაითვალოს მათემატიკური ქანქარის ჰარმონიულ რხევებად, რომლის სიგრძე უდრის რ, ტოლი პერიოდით
20. ჰარმონიული რხევის ენერგია. მაგალითად, განვიხილოთ ზამბარის ქანქარის რხევა. როდესაც ოფსეტური X
თუ ხახუნის ძალა ძალიან მაღალია, მაშინ დამსხვრეული რხევები არ ხდება. ნებისმიერი ძალების მიერ წონასწორობიდან გამოყვანილი სხეული, ამ ძალების მოქმედების შეწყვეტის შემდეგ, უბრუნდება წონასწორობის მდგომარეობას და ჩერდება. ასეთ მოძრაობას აპერიოდული (არაპერიოდული) ეწოდება. აპერიოდული მოძრაობის გრაფიკი ნაჩვენებია სურ.86-ზე.
22. იძულებითი ვიბრაციები- სისტემის დაუცველი რხევები, რომლებიც გამოწვეულია დროთა განმავლობაში პერიოდულად ცვალებადი გარე ძალებით (ძალების ძალები).
თუ მამოძრავებელი ძალა ჰარმონიული კანონის მიხედვით იცვლება
, სადაც მამოძრავებელი ძალის ამპლიტუდა არის მისი ციკლური სიხშირე, მაშინ სისტემაში შეიძლება დადგინდეს იძულებითი ჰარმონიული რხევები ციკლური სიხშირით, რომელიც ტოლია მამოძრავებელი ძალის სიხშირეს.
.
23. რეზონანსი- იძულებითი რხევების ამპლიტუდის მკვეთრი ზრდა, როდესაც მამოძრავებელი ძალის სიხშირე ემთხვევა სისტემის თავისუფალი რხევების სიხშირეს. თუ რხევა ხდება გამძლე გარემოში, მაშინ იძულებითი რხევების ამპლიტუდის დამოკიდებულების დიაგრამა მამოძრავებელი ძალის სიხშირეზე გამოიყურება, როგორც 87-ზე.
მამოძრავებელი ძალა, რომლის სიხშირე ემთხვევა სისტემის თავისუფალი რხევების სიხშირეს, თუნდაც მამოძრავებელი ძალის ძალიან მცირე ამპლიტუდებით, შეიძლება გამოიწვიოს ძალიან დიდი ამპლიტუდის რხევები.
24. უფასო ვიბრაციები. სისტემის ბუნებრივი სიხშირე.თავისუფალი ვიბრაციები არის სისტემის ვიბრაციები, რომლებიც წარმოიქმნება მისი შინაგანი ძალების მოქმედებით. ზამბარის ქანქარისთვის შიდა ძალა არის დრეკადი ძალა. მათემატიკური ქანქარისთვის, რომელიც შედგება თავად ქანქარისგან და დედამიწისგან, შინაგანი ძალა არის გრავიტაცია. სითხის ზედაპირზე მცურავი სხეულისთვის შინაგანი ძალა არის არქიმედეს ძალა.
25. თვითრხევები- დაუცველი რხევები, რომლებიც წარმოიქმნება გარემოში, ენერგიის წყაროს გამო, რომელსაც არ აქვს რხევითი თვისებები, ანაზღაურებს ენერგიის დანაკარგებს ხახუნის ძალების დასაძლევად. თვითრხევადი სისტემები თანაბარი დროის ინტერვალებით იღებენ ენერგიის თანაბარ ნაწილს, მაგალითად, ერთი პერიოდის შემდეგ. საათები თვით რხევადი სისტემის მაგალითია.
ბელორუსის ეროვნული ტექნიკური უნივერსიტეტი
"ტექნიკური ფიზიკის" განყოფილება
მექანიკისა და მოლეკულური ფიზიკის ლაბორატორია
მოხსენება
ლაბორატორიული სამუშაოებისთვის SP 1
“ვიბრაციები და ტალღები.
დაასრულა: სტუდენტი გრ.107624
ხიხოლის ი.პ.
შეამოწმა: Fedotenko A.V.
მინსკი 2004 წ
კითხვები:
რომელ მოძრაობას ეწოდება რხევადი? რყევების სახეები? რომელ ვიბრაციას ჰქვია ჰარმონიული? ჰარმონიული რხევის ძირითადი მახასიათებლები.
რა ვიბრაციას უწოდებენ თავისუფალს? მიეცით უფასო ვიბრაციის მაგალითები.
რა ვიბრაციებს უწოდებენ იძულებულს? მოიყვანეთ იძულებითი რხევების მაგალითები.
აღწერეთ ენერგიის გარდაქმნის პროცესი ჰარმონიულად რხევითი მოძრაობის დროს მათემატიკური ან ზამბარის ქანქარის მაგალითის გამოყენებით.
რა ფორმულით განისაზღვრება მთლიანი მექანიკური ენერგია წონასწორობის წერტილისა და მოძრაობის უკიდურესი წერტილების გავლის მომენტში სხეულის ჰარმონიული რხევისას.
რატომ სველდება ქანქარის თავისუფალი რხევები? რა პირობებში შეიძლება ქანქარის რხევები დაუცველი გახდეს?
რა არის მექანიკური რეზონანსი? რა არის რეზონანსული მდგომარეობა? რეზონანსის სახეები. რეზონანსული სისტემების მაგალითები. მოიყვანეთ რეზონანსის სასარგებლო და მავნე გამოვლინების მაგალითი.
რა არის თვით რხევითი სისტემა? მოიყვანეთ თვითრხევების მიღების მოწყობილობის მაგალითი. რა განსხვავებაა თვითრხევებსა და იძულებით და თავისუფალ რხევებს შორის?
რას ჰქვია ტალღა? ტალღის პროცესის ძირითადი მახასიათებლები. ტალღების ტიპები.
რომელ ტალღებს უწოდებენ განივი, გრძივი? რა განსხვავებაა მათ შორის? მიეცით განივი და გრძივი ტალღების მაგალითები?
რომელ ტალღას ეწოდება წრფივი, სფერული, სიბრტყე? რა თვისებები აქვთ მათ?
როგორ აისახება ტალღები დაბრკოლებიდან? რა არის მუდმივი ტალღა? მისი ძირითადი მახასიათებლები. მიეცით მაგალითები.
ტალღური პროცესების გამოყენება. როგორ არის მოწყობილი რადიოტელესკოპის ანტენა?
ხმის ტალღები და მათი გამოყენება.
პასუხები:
1 რხევები არის პროცესები, რომლებიც განსხვავდება განმეორების ამა თუ იმ ხარისხით.
არსებობს ვიბრაციები: მექანიკური, ელექტრომაგნიტური, ელექტრომექანიკური.
ჰარმონიული რხევები არის ის რხევები, რომლებშიც რხევითი მნიშვნელობა იცვლება ცოდვის ან კოსის კანონის მიხედვით.
ჰარმონიული რხევის ძირითადი მახასიათებლები: ამპლიტუდა, ტალღის სიგრძე, სიხშირე.
2 თავისუფალ რხევებს უწოდებენ: რხევებს, რომლებიც წარმოიქმნება სისტემაში, რომელიც დარჩა თავისთვის მას შემდეგ, რაც მას მიეცა ბიძგი ან ის წონასწორობიდან გამოვიდა.
თავისუფალი ვიბრაციის მაგალითი: ძაფზე ჩამოკიდებული ბურთის ვიბრაცია.
3 იძულებითი რხევები ეწოდება: რხევებს, რომლის დროსაც რხევის სისტემა ექვემდებარება გარე პერიოდულად ცვალებადი ძალას.
იძულებითი ვიბრაციების მაგალითი: ხიდის ვიბრაციები, რომლებიც წარმოიქმნება, როდესაც ადამიანები მის გასწვრივ დადიან, ნაბიჯ-ნაბიჯ.
4 ჰარმონიულად რხევითი მოძრაობისას ენერგია გადადის კინეტიკურიდან პოტენციურ ენერგიაზე და პირიქით. ენერგიების ჯამი უდრის მაქსიმალურ ენერგიას.
5 ფორმულის მიხედვით, მთლიანი მექანიკური ენერგია განისაზღვრება სხეულის ჰარმონიული რხევისას წონასწორობის წერტილის გავლის მომენტში, 
მოძრაობის უკიდურესი წერტილები.
6 ქანქარის თავისუფალი რხევები ტენიან, რადგან სხეულზე მოქმედებს ძალა, რომელიც ხელს უშლის მის მოძრაობას (ხახუნის ძალები, წინააღმდეგობა).
ქანქარის რხევები შეიძლება დაუცველდეს, თუ ენერგია მუდმივად მიეწოდება.
7 რეზონანსი - ამპლიტუდის მაქსიმალური ზრდა.
რეზონანსული მდგომარეობა: როდესაც სისტემის ბუნებრივი სიხშირე უნდა შეესაბამებოდეს ტრანსლაციას.
რეზონანსული სისტემების მაგალითები:
რეზონანსის სასარგებლო გამოვლინების მაგალითი: გამოიყენება აკუსტიკაში, რადიოინჟინერიაში (რადიო მიმღები). რეზონანსის მავნე გამოვლინების მაგალითი: ხიდების ნგრევა, როდესაც მათზე გადასასვლელი სვეტები გადის.
8 თვით რხევადი სისტემა - ეს არის რხევები, რომელსაც თან ახლავს გარე ძალების გავლენა რხევის სისტემაზე, თუმცა დროის მომენტები, როდესაც ეს ეფექტები ხორციელდება, განსაზღვრავს თავად ოსცილატორულ სისტემას - სისტემა თავად აკონტროლებს გარე ძალებს.
თვითრხევების მიღების მოწყობილობის მაგალითი: საათი, რომელშიც ქანქარა იღებს დარტყმებს ამაღლებული წონის ან გრეხილი ზამბარის ენერგიის გამო და ეს დარტყმები ხდება იმ მომენტში, როდესაც ქანქარა გადის შუა პოზიციაზე.
განსხვავება თვითრხევებსა და იძულებით და თავისუფალ რხევებს შორის არის ის, რომ ენერგია ამ სისტემას მიეწოდება გარედან, მაგრამ ამ ენერგიის მიწოდებას თავად სისტემა აკონტროლებს.
9 ტალღა არის რხევა, რომელიც დროთა განმავლობაში ვრცელდება სივრცეში.
ტალღის პროცესის მახასიათებლები: ტალღის სიგრძე, ტალღის გავრცელების სიჩქარე, ტალღის ამპლიტუდა
ტალღები განივი და გრძივია.
10 განივი ტალღები - საშუალო ნაწილაკები რხევიან, რჩებიან ტალღის გავრცელების პერპენდიკულარულ სიბრტყეებში.
გრძივი ტალღები - საშუალო ნაწილაკები ირხევა ტალღის გავრცელების მიმართულებით
განივი ტალღების მაგალითია ხმის ტალღები, გრძივი ტალღები არის რადიო ტალღები.
11 წრფივი ტალღა არის ტალღა, რომელიც ვრცელდება პარალელურ ხაზებში.
სფერული ტალღა ვრცელდება ყველა მიმართულებით იმ წერტილიდან, რომელიც იწვევს მის რხევას, ხოლო მწვერვალები სფეროებს ჰგავს.
ტალღა ბრტყლად ითვლება, თუ მისი ტალღის ზედაპირი ერთმანეთის პარალელურად სიბრტყეების ერთობლიობაა.
12 ტალღა აირეკლება იმავე კუთხით ნორმალურის მიმართ, როგორც ამ წერტილში მყოფი ტალღა.
მდგარი ტალღა წარმოიქმნება ერთგვაროვან გარემოში, როდესაც ორი იდენტური ტალღა ვრცელდება ერთმანეთისკენ ამ საშუალების მეშვეობით: მიმავალი და შემომავალი. სუპერპოზიციის (ამ ფორმების სუპერპოზიციის) შედეგად წარმოიქმნება მუდმივი ტალღა.
მახასიათებლები: ამპლიტუდა, სიხშირე.
მაგალითი: ტალღის ორი წყარო წყალშია, ისინი ქმნიან ერთსა და იმავე ტალღას, ამ წყაროებს შორის იქნება მდგარი ტალღები.
13 ტალღური პროცესები გამოიყენება სიგნალების მანძილზე გადაცემისას.
ანტენის სიბრტყეზე მოხვედრილი ტალღები აისახება პარალელურად და იკვეთება ერთ წერტილში, სადაც ხდება რეზონანსი.
14 ხმის ტალღები ვრცელდება გრძივი მექანიკური ტალღების სახით. ამ ტალღების გავრცელების სიჩქარე დამოკიდებულია გარემოს მექანიკურ თვისებებზე და არ არის დამოკიდებული სიხშირეზე.
ლიტერატურა:
სივუხინი დ.ვ. ზოგადი კურსიფიზიკა, ვ., გ.2, §17. მ., „მეცნიერება“, 1989 წ.
Detlaf A., A. Yavorsky B. M. "უმაღლესი სკოლა", 1998 წ.
გევორკიანი რ.გ. შეპელი
ტროფიმოზა T.I. ფიზიკის კურსი, მ.„უმაღლესი სკოლა“ 1998 წ.
საზელევა ი.ვ. ზოგადი ფიზიკის კურსი, ტ.1, წ. 2, §15. მ., „ნაუკა“, 1977 წ.
ნარაკევიჩ ი.ი., ვოლმიანსკი ე.ი., ლობკო ს.ი. ფიზიკა VTU–სთვის. - მინსკი. Სკოლის დამთავრება. 1992 წ
), რხევები, რომლებიც წარმოიქმნება სისტემისთვის გადაცემული ენერგიის გამო რხევითი მოძრაობის დასაწყისში (მაგალითად, მექანიკურ სისტემაში სხეულის საწყისი გადაადგილების ან საწყისი სიჩქარის მინიჭების გზით, ხოლო ელექტრულ სისტემაში - რხევადი წრე - კონდენსატორის ფირფიტებზე საწყისი მუხტის შექმნის გზით). ბუნებრივი რხევების ამპლიტუდა, იძულებითი რხევებისგან განსხვავებით, განისაზღვრება მხოლოდ ამ ენერგიით, ხოლო მათი სიხშირე განისაზღვრება თავად სისტემის თვისებებით. ენერგიის გაფრქვევის გამო, ბუნებრივი რხევები ყოველთვის დარბილებული რხევებია. ბუნებრივი ვიბრაციების მაგალითია ზარის, გონგის, ფორტეპიანოს სიმების ხმა და ა.შ.
თანამედროვე ენციკლოპედია. 2000 .
ნახეთ, რა არის „საკუთარი რხევები“ სხვა ლექსიკონებში:
ბუნებრივი ვიბრაციები- (თავისუფალი ვიბრაციები), ვიბრაციები, რომლებიც წარმოიქმნება სისტემისთვის გადაცემული ენერგიის გამო რხევის მოძრაობის დასაწყისში (მაგალითად, მექანიკურ სისტემაში სხეულის საწყისი გადაადგილების ან საწყისი სიჩქარის მინიჭების გზით და ელექტრულ ... ... ილუსტრირებული ენციკლოპედიური ლექსიკონი
ვიბრაცია ნებისმიერ ვიბრაციაში. სისტემა, რომელიც წარმოიქმნება გარე გავლენის არარსებობის შემთხვევაში; იგივეა რაც (იხ. უფასო ვიბრაციები). ფიზიკური ენციკლოპედიური ლექსიკონი. მოსკოვი: საბჭოთა ენციკლოპედია. მთავარი რედაქტორი A.M. პროხოროვი. 1983... ფიზიკური ენციკლოპედია
- (თავისუფალი რხევები) რხევები, რომლებიც შეიძლება აღგზნდეს რხევის სისტემაში საწყისი ბიძგის გავლენით. ბუნებრივი ვიბრაციების ფორმა და სიხშირე განისაზღვრება მასით და ელასტიურობით მექანიკური ბუნებრივი ვიბრაციებისთვის და ინდუქციურობით და ... ... დიდი ენციკლოპედიური ლექსიკონი
- (რხევები) სხეულის ან რხევადი წრედის თავისუფალი ვიბრაცია ინერციით, როდესაც მათზე გავლენას არ ახდენს პერიოდული გარეგანი ძალა. ს.კ-ს აქვს ძალიან განსაზღვრული პერიოდი (საკუთარი პერიოდი); მაგალითად. გემის ვიბრაციები მის შემდეგ ... ... საზღვაო ლექსიკონი
ბუნებრივი ვიბრაციები- თავისუფალი რხევები ერთ საკუთარ ფორმაზე. [რეკომენდებული ტერმინების კრებული. საკითხი 82. კონსტრუქციული მექანიკა. სსრკ მეცნიერებათა აკადემია. სამეცნიერო და ტექნიკური ტერმინოლოგიის კომიტეტი. 1970] თემები სტრუქტურული მექანიკა, მასალების სიმტკიცე EN ... ტექნიკური მთარგმნელის სახელმძღვანელო
- (თავისუფალი ვიბრაციები), ვიბრაციები, რომლებიც შეიძლება აღგზნდეს რხევის სისტემაში საწყისი ბიძგის მოქმედებით. მექანიკური ბუნებრივი რხევების ფორმა და სიხშირე განისაზღვრება მასით და ელასტიურობით, ელექტრომაგნიტური ინდუქციით და ... ... ენციკლოპედიური ლექსიკონი
ბუნებრივი ვიბრაციები- savieji virpesiai statusas T sritis fizika atitikmenys: ანგლ. საკუთრივ რხევები; ბუნებრივი რხევები; თვით რხევები ვოკ. Eigenschwingungen, ფ რუს. ბუნებრივი რხევები, n pranc. რხევების პროპორცია, ვ … ფიზიკურ ტერმინალში
თავისუფალი ვიბრაციები, ვიბრაციები, რომლებიც წარმოიქმნება დინამიკაში სისტემა გარე გავლენის არარსებობის შემთხვევაში, როდესაც მას საწყის მომენტში ეცნობება გარე აშლილობა, რაც სისტემას წონასწორობიდან გამოჰყავს. S.-ის ხასიათი ძირითადად განისაზღვრება ... ... მათემატიკური ენციკლოპედია
ბუნებრივი ვიბრაციები- ▲ ფიზიკური რხევები დამოუკიდებელი ბუნებრივი [თავისუფალი] რხევები ხდება საწყისი ბიძგის გავლენის ქვეშ. თვითრხევები. თვითაგზნება არის სისტემაში რხევების სპონტანური გაჩენა გარე გავლენის გავლენის ქვეშ. სპექტრი. სამეული... რუსული ენის იდეოგრაფიული ლექსიკონი
თავისუფალი რხევები, რხევები მექანიკურ, ელექტრულ ან სხვა ფიზიკურ სისტემაში, რომლებიც წარმოიქმნება გარე გავლენის არარსებობის შემთხვევაში, თავდაპირველად დაგროვილი ენერგიის გამო (საწყისი გადაადგილების ან ... დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია
წიგნები
- რთული წარსული. პარიზის ძიებაში, ანუ მარადიული დაბრუნება (3 წიგნის ნაკრები), მიხაილ გერმანი. ცნობილი პეტერბურგელი მწერლისა და ხელოვნებათმცოდნის მიხაილ იურიევიჩ გერმანის სამტომიან პროზაში შედის მემუარები „რთული წარსული“ და წიგნი „პარიზის ძიებაში, ანუ მარადიული ...
- სტრესი სათანადო სახელებში თანამედროვე რუსულში, A.V. Superanskaya. ეს წიგნი ეძღვნება სტრესის ანალიზს სათანადო სახელებითანამედროვე რუსულ ენაზე. ექსპოზიცია მოიცავს სამ ტიპს საკუთარ სახელს - პირად სახელებს, გვარებს და გეოგრაფიულ სახელებს...
რყევები- მოძრაობები, რომლებიც ზუსტად ან დაახლოებით მეორდება დროის გარკვეულ ინტერვალებში.
უფასო ვიბრაციები- რყევები სისტემაში შინაგანი სხეულების მოქმედებით, მას შემდეგ, რაც სისტემა წონასწორობიდან გამოდის.
სიმისგან ჩამოკიდებული წონის ან ზამბარაზე მიმაგრებული წონის ვიბრაცია თავისუფალი ვიბრაციის მაგალითებია. ამ სისტემების წონასწორობის პოზიციიდან ამოღების შემდეგ იქმნება პირობები, რომლებშიც სხეულები ირხევიან გარე ძალების გავლენის გარეშე.
სისტემა- სხეულთა ჯგუფი, რომლის მოძრაობასაც ჩვენ ვსწავლობთ.
შინაგანი ძალები- ძალები, რომლებიც მოქმედებენ სისტემის სხეულებს შორის.
გარე ძალები- სისტემის სხეულებზე მოქმედი ძალები იმ სხეულებიდან, რომლებიც მასში არ შედის.
თავისუფალი რხევების წარმოქმნის პირობები.
- როდესაც სხეული წონასწორული მდგომარეობიდან ამოღებულია, სისტემაში უნდა წარმოიშვას ძალა, რომელიც მიმართულია წონასწორობის პოზიციისკენ და, შესაბამისად, სხეულის წონასწორობის მდგომარეობაში დაბრუნებას.
მაგალითი:როდესაც ზამბარაზე მიმაგრებული ბურთი მარცხნივ მოძრაობს და როცა მარჯვნივ მოძრაობს, დრეკადობის ძალა მიმართულია წონასწორობის პოზიციისკენ. - სისტემაში ხახუნი საკმარისად დაბალი უნდა იყოს. წინააღმდეგ შემთხვევაში, რხევები სწრაფად გაქრება ან საერთოდ არ გამოჩნდება. უწყვეტი რხევები შესაძლებელია მხოლოდ ხახუნის არარსებობის შემთხვევაში.
არსებობს განსხვავებული ტიპებირხევები ფიზიკაში, რომელიც ხასიათდება გარკვეული პარამეტრებით. განვიხილოთ მათი ძირითადი განსხვავებები, კლასიფიკაცია სხვადასხვა ფაქტორების მიხედვით.
ძირითადი განმარტებები
რხევა გაგებულია, როგორც პროცესი, რომლის დროსაც, რეგულარული ინტერვალებით, მოძრაობის ძირითად მახასიათებლებს აქვთ იგივე მნიშვნელობები.
ასეთ რხევებს ეწოდება პერიოდული, რომელშიც ძირითადი რაოდენობების მნიშვნელობები მეორდება რეგულარული ინტერვალებით (რხევების პერიოდი).
რხევადი პროცესების სახეობები
განვიხილოთ ფუნდამენტურ ფიზიკაში არსებული რხევების ძირითადი ტიპები.
თავისუფალი ვიბრაცია არის ის, რაც ხდება სისტემაში, რომელიც არ ექვემდებარება გარე ცვლადი ზემოქმედებას საწყისი დარტყმის შემდეგ.
თავისუფალი რხევების მაგალითია მათემატიკური ქანქარა.
იმ ტიპის მექანიკური ვიბრაციები, რომლებიც ხდება სისტემაში გარე ცვლადი ძალის გავლენის ქვეშ.
კლასიფიკაციის მახასიათებლები
ფიზიკური ბუნების მიხედვით განასხვავებენ რხევითი მოძრაობების შემდეგ ტიპებს:
- მექანიკური;
- თერმული;
- ელექტრომაგნიტური;
- შერეული.
გარემოსთან ურთიერთქმედების ვარიანტის მიხედვით
ვიბრაციის სახეები ურთიერთქმედებით გარემოგანასხვავებენ რამდენიმე ჯგუფს.
იძულებითი რხევები ჩნდება სისტემაში გარე პერიოდული მოქმედების მოქმედებით. ამ ტიპის რხევის მაგალითებად შეგვიძლია მივიჩნიოთ ხეებზე ხელების, ფოთლების მოძრაობა.
იძულებითი ჰარმონიული რხევებისთვის შეიძლება გამოჩნდეს რეზონანსი, რომელშიც გარე მოქმედებისა და ოსცილატორის სიხშირის თანაბარი მნიშვნელობებით, ამპლიტუდის მკვეთრი მატებით.
ბუნებრივი ვიბრაციები სისტემაში შინაგანი ძალების გავლენის ქვეშ, მას შემდეგ, რაც ის წონასწორობიდან გამოდის. თავისუფალი ვიბრაციების უმარტივესი ვარიანტია დატვირთვის მოძრაობა, რომელიც შეჩერებულია ძაფზე ან მიმაგრებულია ზამბარაზე.
თვითრხევებს უწოდებენ ტიპებს, რომლებშიც სისტემას აქვს გარკვეული რაოდენობის პოტენციური ენერგია, რომელიც გამოიყენება რხევების გასაკეთებლად. დამახასიათებელი ნიშანიეს არის ის ფაქტი, რომ ამპლიტუდა ხასიათდება თავად სისტემის თვისებებით და არა საწყისი პირობებით.
შემთხვევითი რხევებისთვის, გარე დატვირთვას აქვს შემთხვევითი მნიშვნელობა.
რხევითი მოძრაობების ძირითადი პარამეტრები
ყველა სახის რხევას აქვს გარკვეული მახასიათებლები, რაც ცალკე უნდა აღინიშნოს.
ამპლიტუდა არის მაქსიმალური გადახრა წონასწორობის პოზიციიდან, მერყევი მნიშვნელობის გადახრა, ის იზომება მეტრებში.
პერიოდი არის ერთი სრული რხევის დრო, რის შემდეგაც სისტემის მახასიათებლები მეორდება, გამოითვლება წამებში.
სიხშირე განისაზღვრება დროის ერთეულზე რხევების რაოდენობით, ის უკუპროპორციულია რხევის პერიოდის.
რხევის ფაზა ახასიათებს სისტემის მდგომარეობას.
ჰარმონიული ვიბრაციების მახასიათებელი
ასეთი ტიპის რხევები ხდება კოსინუსის ან სინუსის კანონის მიხედვით. ფურიემ შეძლო დაედგინა, რომ ნებისმიერი პერიოდული რხევა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც ჰარმონიული ცვლილებების ჯამი გარკვეული ფუნქციის გაფართოებით.
მაგალითად, განვიხილოთ ქანქარა, რომელსაც აქვს გარკვეული პერიოდი და ციკლური სიხშირე.
რა ახასიათებს ამ ტიპის რხევებს? ფიზიკა განიხილავს იდეალიზებულ სისტემას, რომელიც შედგება მატერიალური წერტილი, რომელიც დაკიდებულია უწონად გაუწელვებელ ძაფზე, ირხევა გრავიტაციის გავლენით.
ამ ტიპის ვიბრაციას აქვს გარკვეული რაოდენობის ენერგია, ისინი გავრცელებულია ბუნებაში და ტექნოლოგიაში.
გახანგრძლივებული რხევითი მოძრაობით იცვლება მისი მასის ცენტრის კოორდინატები, ხოლო ალტერნატიული დენის დროს იცვლება წრეში დენის და ძაბვის მნიშვნელობა.
არსებობს ჰარმონიული რხევების სხვადასხვა სახეობა მათი ფიზიკური ხასიათის მიხედვით: ელექტრომაგნიტური, მექანიკური და ა.შ.
შერყევა მოქმედებს როგორც იძულებითი ვიბრაცია მანქანა, რომელიც უხეშ გზაზე მოძრაობს.
ძირითადი განსხვავებები იძულებით და თავისუფალ ვიბრაციას შორის
ამ ტიპის ელექტრომაგნიტური რხევები განსხვავდება ფიზიკური მახასიათებლებით. საშუალო წინააღმდეგობისა და ხახუნის ძალების არსებობა იწვევს თავისუფალი რხევების აორთქლებას. იძულებითი რხევების შემთხვევაში ენერგიის დანაკარგები კომპენსირდება მისი დამატებითი მიწოდებით გარე წყაროდან.
გაზაფხულის ქანქარის პერიოდი აკავშირებს სხეულის მასას და ზამბარის სიმტკიცეს. მათემატიკური ქანქარის შემთხვევაში, ეს დამოკიდებულია ძაფის სიგრძეზე.
ცნობილი პერიოდით, შესაძლებელია გამოვთვალოთ რხევითი სისტემის ბუნებრივი სიხშირე.
ტექნოლოგიასა და ბუნებაში, არსებობს რყევები სხვადასხვა ღირებულებებისიხშირეები. მაგალითად, ქანქარას, რომელიც ირხევა სანქტ-პეტერბურგის წმინდა ისაკის ტაძარში, აქვს 0,05 ჰც სიხშირე, ატომებისთვის კი რამდენიმე მილიონი მეგაჰერცი.
გარკვეული პერიოდის შემდეგ შეიმჩნევა თავისუფალი რხევების დემპინგი. სწორედ ამიტომ გამოიყენება იძულებითი რხევები რეალურ პრაქტიკაში. ისინი მოთხოვნადია სხვადასხვა ვიბრაციის მანქანებში. ვიბრაციული ჩაქუჩი არის დარტყმა-ვიბრაციული მანქანა, რომელიც განკუთვნილია მილების, წყობის და სხვა ლითონის კონსტრუქციების მიწაში ჩასაგდებად.
ელექტრომაგნიტური ვიბრაციები
ვიბრაციის რეჟიმების მახასიათებლები მოიცავს ძირითადი ფიზიკური პარამეტრების ანალიზს: მუხტი, ძაბვა, დენის სიძლიერე. როგორც ელემენტარული სისტემა, რომელიც გამოიყენება ელექტრომაგნიტური რხევების დასაკვირვებლად, არის რხევითი წრე. იგი წარმოიქმნება კოჭისა და კონდენსატორის სერიაში შეერთებით.
როდესაც წრე დახურულია, მასში წარმოიქმნება თავისუფალი ელექტრომაგნიტური რხევები, რომლებიც დაკავშირებულია კონდენსატორზე ელექტრული მუხტის პერიოდულ ცვლილებებთან და კოჭში არსებულ დენთან.
ისინი თავისუფალია იმის გამო, რომ მათი შესრულებისას არ არის გარეგანი გავლენა, მაგრამ გამოიყენება მხოლოდ ენერგია, რომელიც ინახება თავად წრეში.
გარეგანი გავლენის არარსებობის შემთხვევაში, გარკვეული პერიოდის შემდეგ, შეინიშნება ელექტრომაგნიტური რხევის შესუსტება. ამ ფენომენის მიზეზი იქნება კონდენსატორის თანდათანობითი გამონადენი, ისევე როგორც წინააღმდეგობა, რომელიც რეალურად აქვს კოჭს.
სწორედ ამიტომ, დარბეული რხევები ხდება რეალურ წრეში. კონდენსატორზე დატენვის შემცირება იწვევს ენერგიის ღირებულების შემცირებას მის თავდაპირველ მნიშვნელობასთან შედარებით. ნელ-ნელა სითბოს სახით გამოიყოფა შემაერთებელ მავთულებსა და ხვეულზე, კონდენსატორი მთლიანად დაითხოვება და დასრულდება ელექტრომაგნიტური რხევა.
მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების რყევების მნიშვნელობა
ნებისმიერი მოძრაობა, რომელსაც აქვს გარკვეული ხარისხის გამეორება, არის რხევები. მაგალითად, მათემატიკური გულსაკიდი ხასიათდება თავდაპირველი ვერტიკალური პოზიციიდან ორივე მიმართულებით სისტემატური გადახრით.
ზამბარის ქანქარისთვის ერთი სრული რხევა შეესაბამება მის მოძრაობას საწყისი პოზიციიდან ზემოთ და ქვემოთ.
ელექტრულ წრეში, რომელსაც აქვს ტევადობა და ინდუქცია, ხდება მუხტის განმეორება კონდენსატორის ფირფიტებზე. რა არის რხევითი მოძრაობების მიზეზი? ქანქარა ფუნქციონირებს იმის გამო, რომ გრავიტაცია იწვევს მის საწყის მდგომარეობაში დაბრუნებას. ზამბარის მოდელის შემთხვევაში მსგავს ფუნქციას ასრულებს ზამბარის დრეკადობის ძალა. წონასწორობის პოზიციის გავლისას, დატვირთვას აქვს გარკვეული სიჩქარე, შესაბამისად, ინერციით ის მოძრაობს საშუალო მდგომარეობაზე.
ელექტრული რხევები შეიძლება აიხსნას პოტენციური სხვაობით, რომელიც არსებობს დამუხტული კონდენსატორის ფირფიტებს შორის. მაშინაც კი, როდესაც იგი მთლიანად დაცლილია, დენი არ ქრება, ის იტენება.
თანამედროვე ტექნოლოგიაში გამოიყენება რხევები, რომლებიც საგრძნობლად განსხვავდებიან ბუნებით, განმეორების ხარისხით, ხასიათით და ასევე წარმოქმნის „მექანიზმით“.
მექანიკური ვიბრაციები წარმოიქმნება მუსიკალური ინსტრუმენტების სიმებით, ზღვის ტალღებითა და ქანქარით. სხვადასხვა ურთიერთქმედების ჩატარებისას მხედველობაში მიიღება ქიმიური რყევები, რომლებიც დაკავშირებულია რეაგენტების კონცენტრაციის ცვლილებასთან.
ელექტრომაგნიტური რხევები შესაძლებელს ხდის შექმნას სხვადასხვა ტექნიკური მოწყობილობა, მაგალითად, ტელეფონი, ულტრაბგერითი სამედიცინო მოწყობილობა.
ცეფეიდების სიკაშკაშის რყევები განსაკუთრებულ ინტერესს იწვევს ასტროფიზიკაში და მათ სხვადასხვა ქვეყნის მეცნიერები სწავლობენ.
დასკვნა
ყველა სახის რხევა მჭიდრო კავშირშია უამრავ ტექნიკურ პროცესთან და ფიზიკურ მოვლენებთან. მათი პრაქტიკული მნიშვნელობა დიდია თვითმფრინავების მშენებლობაში, გემთმშენებლობაში, საცხოვრებელი კომპლექსების მშენებლობაში, ელექტროინჟინერიაში, რადიოელექტრონიკაში, მედიცინასა და ფუნდამენტურ მეცნიერებაში. ფიზიოლოგიაში ტიპიური რხევითი პროცესის მაგალითია გულის კუნთის მოძრაობა. მექანიკური ვიბრაციები გვხვდება ორგანულ და არაორგანულ ქიმიაში, მეტეოროლოგიაში და ასევე ბევრ სხვა საბუნებისმეტყველო მეცნიერებაში.
მათემატიკური ქანქარის პირველი კვლევები ჩატარდა მეჩვიდმეტე საუკუნეში, ხოლო მეცხრამეტე საუკუნის ბოლოს მეცნიერებმა შეძლეს დაედგინათ ელექტრომაგნიტური რხევების ბუნება. რუსმა მეცნიერმა ალექსანდრე პოპოვმა, რომელიც რადიოკავშირების „მამად“ ითვლება, თავისი ექსპერიმენტები სწორედ ელექტრომაგნიტური რხევების თეორიის, ტომსონის, ჰაიგენსის და რეილის კვლევის შედეგების საფუძველზე ჩაატარა. მან მოახერხა ელექტრომაგნიტური რხევების პრაქტიკული გამოყენების პოვნა, მათი გამოყენება რადიოსიგნალის დიდ მანძილზე გადასაცემად.
აკადემიკოსი P.N. Lebedev მრავალი წლის განმავლობაში ატარებდა ექსპერიმენტებს, რომლებიც დაკავშირებულია მაღალი სიხშირის ელექტრომაგნიტური რხევების წარმოებასთან ალტერნატიული ელექტრული ველების გამოყენებით. დაკავშირებული მრავალი ექსპერიმენტის საშუალებით სხვადასხვა სახისრყევების შედეგად მეცნიერებმა მოახერხეს მათი ოპტიმალური გამოყენების სფეროების პოვნა თანამედროვე მეცნიერებადა ტექნოლოგია.