Tempoh ayunan: sifat fenomena dan pengukuran

Salah satu ciri yang paling penting dalam pelbagai mod getaran yang diamati ialah tempoh dan kekerapan ayunan. Fenomena fizikal ini sangat biasa sehingga, mungkin, tidak mustahil untuk menentukan bidang kewujudan di mana proses fizikal ini tidak akan diperhatikan. Bidang pengajian yang paling umum mengenai sifat gerakan getaran ialah mekanik, elektronik, astronomi, lokasi dan lain-lain.

Ia menyatukan semua cawangan ini bahawa sifat gerakan getaran di dalamnya adalah sama, dan, dengan itu, teori yang menggambarkan fenomena ini adalah sejagat. Sebagai contoh, secara amnya diterima bahawa tempoh mewakili tempoh masa yang tertentu di mana objek melakukan satu ayunan penuh dan kemudian kembali ke kedudukan asalnya semula. Contoh yang paling menggambarkan ini dalam mekanik ialah ayunan jam pendulum.

Osilasi dalam sifat mereka membezakan percuma (atau mereka sendiri) dan harmonik. Percuma - ini adalah yang disebabkan oleh daya luaran yang digunakan untuk objek dan mengeluarkannya dari keadaan keseimbangan (dalam mekanik: rentetan alat muzik, berat yang digantung pada benang, dan sebagainya). Tempat yang lebih penting dalam teori proses osilasi diduduki oleh ayunan harmonik. Mereka membentuk asas yang membolehkan kita merumuskan undang-undang teori ini dan mempertimbangkan sifat ayunan dalam pelbagai media fizikal (air, udara, gas, vakum, dan lain-lain).

Prosiding dari pernyataan mengenai universalitas teori ayunan, kita dapat menyimpulkan bahawa universiti unit fizikal, yang mencerminkan magnitudi ayunan ini, tanpa mengira sifat dan skopnya. Ini adalah tempoh dan kekerapan. Bagaimana untuk menentukan tempoh turun naik, telah dinyatakan di atas. Kekerapan ayunannya ditakrifkan sebagai bilangan getaran lengkap objek yang sempurna untuk satu unit masa tertentu. Tempoh dan kekerapan dalam teori ayunan dihubungkan dengan formula tunggal yang lazim kepada teori yang diberikan. Formula yang menggambarkan tempoh ayunan bebas mempunyai bentuk: f = 1 / T, di mana f adalah kekerapan, dan T adalah tempoh (ia adalah, bersama-sama dengan kekerapan, parameter utama fenomena ini).

Terdapat ciri-ciri lain proses osilasi, seperti amplitud, kekerapan kitaran, fasa, tetapi permohonan mereka adalah disebabkan oleh syarat yang sudah lebih rumit untuk menerangkan ayunan. Keadaan sedemikian adalah:

- sebenarnya sifat proses berayun, iaitu, yang betul-betul berayun yang kami sedang mempertimbangkan - mekanikal, elektromagnetik, kitaran atau lain-lain;

- persekitaran di mana terdapat proses osilasi - udara, air atau sebaliknya. Keadaan ini paling ketara mempengaruhi semua parameter proses, termasuk tempoh turun naik. Sebagai contoh, bagi kitaran, formula yang mana tempoh ayunan ditentukan, termasuk juga eksponen 2πν, yang menyifatkan magnitud ayunan pekeliling.

Kekerapan ayunan dicirikan oleh unit yang mempunyai nama ahli fizik hebat - Heinrich Hertz dan disingkat: Hz. Berdasarkan formula yang dipertimbangkan oleh kami, 1 Hz adalah nilai yang sama dengan satu ayunan penuh, yang berlaku dalam satu saat. Unit ini dicirikan oleh sejumlah besar parameter yang mengelilingi kita dalam kehidupan seharian. Sebagai contoh, frekuensi AC yang kami makan di rumah ialah 50 Hz. Ini bermakna bahawa aliran elektron dalam konduktor mengubah arahnya 50 kali. Frekuensi boleh dicirikan sebagai nilai kecil (contohnya, ayunan pendulum), dan nilai-nilai yang mencapai milyaran ayunan sesaat. Misalnya, contohnya adalah frekuensi yang mencirikan operasi pengkomputeran dalam komputer moden. Kemudian hertz digunakan secara tidak sengaja untuk mencerminkan magnitud, dan banyak nilai ditambah kepada mereka: kilo (kHz, 1000), mega (MHz, 1,000,000), giga (gHz, 1,000,000,000), dan sebagainya.

Nilai jangka masa ayunan menunjukkan kepada kami adalah unit metrik yang paling biasa (masa, jika saya boleh mengatakan demikian), iaitu, penunjuk berangka bilangan gerakan getaran sempurna sepanjang tempoh tertentu.