物理學中的振蕩和周期運動

振蕩是指在兩個位置或狀態(tài)之間重復的來回移動。振蕩可以是以規(guī)則周期重復自身的周期性運動,例如正弦波-如擺錘左右擺動時**運動的波,或彈簧的上下運動重量。振蕩運動發(fā)生在平衡點或平均值附近。它也被稱為周期性運動。

科普_1

單個振蕩是一段時間內的完整運動,無論是上下還是并排運動。

10振蕩器11 12

振蕩器是一種在平衡點附近運動的裝置。在鐘擺時鐘中,每次擺動都會從勢能變?yōu)閯幽堋T跀[動的頂部,勢能處于**值,并且該能量在下降時轉換為動能并被驅動到另一側?,F在又回到頂部,動能下降到零,勢能再次很高,為返回擺動提供動力。擺動的頻率通過齒輪平移以標記時間。如果時鐘未被彈簧校正,擺錘將隨著時間的推移失去摩擦能量?,F代計時器使用石英和電子振蕩器的振動,而不是懸垂的運動。

振蕩運動19 20

機械系統(tǒng)中的振蕩運動并排擺動。它可以通過釘子和狹縫轉換成旋轉運動(盤旋)。通過相同的方法可以將旋轉運動改變?yōu)檎袷庍\動。

振蕩系統(tǒng)

振蕩系統(tǒng)是來回移動的物體,經過一段時間后反復返回其初始狀態(tài)。在平衡點,沒有凈力作用在物體上。這是擺錘擺動時的點's處于垂直位置。恒定力或恢復力A在物體上cts產生振蕩運動。

振蕩變量

  • 幅度是距平衡點的**位移。如果擺錘在開始返回行程之前從平衡點擺動一厘米,則振蕩幅度為一厘米。
  • 周期是物體完成往返所需的時間,回到它的初始位置。如果鐘擺從右側開始并需要一秒鐘向左行進,另一秒鐘返回右側,則其周期為兩秒鐘。周期通常以秒為單位測量。
  • 頻率是每單位時間的周期數。頻率等于1除以周期。頻率以赫茲或每秒周期測量。

簡單諧波運動

當恢復力與位移成正比并且作用于與位移相反的方向時,可以使用正弦和余弦函數來描述簡單諧波振蕩系統(tǒng)的運動。一個例子是附著在彈簧上的重量。當重量靜止時,它's處于平衡狀態(tài)。如果減重,則質量(勢能)上的凈恢復力為'。當它's釋放時,它獲得動量(動能)并不斷移動超過平衡點,獲得勢能(恢復力),將促使它再次振蕩。

來源并進一步閱讀

  • 菲茨帕特里克,理查德。"振蕩和波浪:引言,"第二版Boca-Raton:CRC Press,2019。
  • Mittal,P.K。"振蕩,波浪和聲學。"印度新德里:I.K.國際出版社,2010年。

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