Rung hoạt động - rung động giai đoạn

quá trình dao động - một yếu tố quan trọng của khoa học và công nghệ hiện đại, vì vậy họ luôn quan tâm đến nghiên cứu này là một trong những vấn đề "đời đời". Nhiệm vụ của bất kỳ kiến thức - không chỉ tò mò, và việc sử dụng nó trong cuộc sống hàng ngày. Và cho điều này, có hàng ngày và có hệ thống kỹ thuật mới và cơ chế. Họ đang di chuyển, thể hiện bản chất của nó, làm một số công việc, hoặc bị cố định, duy trì tiềm năng trong điều kiện nhất định, đi đến trạng thái chuyển động. phong trào là gì? Không đi sâu vào rừng, chúng ta hãy giải thích đơn giản nhất: một sự thay đổi của vị trí vật chất của cơ thể so với bất kỳ hệ thống phối hợp, được quy ước coi là cố định.

Trong số những số lượng lớn các tùy chọn có thể cho phong trào quan tâm đặc biệt là dao động, được đặc trưng ở chỗ hệ thống lặp đi lặp lại việc thay đổi nguồn gốc của nó (hoặc các đại lượng vật lý) đều đặn - chu kỳ. rung động như vậy được gọi là định kỳ hoặc theo chu kỳ. Trong số đó có một lớp học riêng của dao động điều hòa, trong đó những dấu hiệu đặc trưng (vận tốc, gia tốc, vị trí trong không gian, vv) khác nhau sinusoidally trong thời gian, ví dụ: có một hình thức sin. Một tài sản đáng kể của các dao động điều hòa là sự kết hợp của họ là bất kỳ tùy chọn khác, bao gồm và không điều hòa. Một khái niệm rất quan trọng trong vật lý là "dao động giai đoạn", có nghĩa là vị trí của cơ thể cố định dao động tại một thời điểm nhất định. Giai đoạn đo bằng đơn vị góc - radian chứ không phải tùy ý, giống như một cách thuận tiện để giải thích quá trình tuần hoàn. Nói cách khác, nó quyết định giá trị giai đoạn của trạng thái hiện tại của hệ thống dao động. Nếu không nó không thể - vì những biến động giai đoạn là lập luận của hàm mô tả những biến động này. Giá trị thực sự của giai đoạn cho sự chuyển động của nhân vật rung động có thể chỉ ra tọa độ, tốc độ, và các thông số vật lý khác tùy theo sinusoidally, nhưng phổ biến đối với họ là phụ thuộc thời gian.

Chứng tỏ rằng giai đoạn này của dao động không phải là khó khăn - nó sẽ đòi hỏi một hệ thống cơ khí đơn giản - chủ đề, r dài, và treo trên đó "điểm vật chất" - bob. Chúng tôi sửa chữa các chủ đề ở trung tâm của một hình chữ nhật hệ tọa độ và buộc chúng ta "con lắc" mát mẻ. Chúng ta hãy giả định rằng ông sẵn sàng làm điều đó với một vận tốc góc w. Sau đó, trong quá trình t góc xoay thời gian tải là φ = wt. Thêm vào đó, biểu thức này nên được coi là giai đoạn ban đầu của dao động là góc φ0 - vị trí của hệ thống trước khi bắt đầu phong trào. Như vậy, tổng số góc xoay, giai đoạn được tính từ mối quan hệ φ = wt + φ0. Thì biểu thức cho hàm điều hòa và chiếu phối hợp tải trọng trên trục X, chúng ta có thể viết:

x = A * cos (wt + φ0), trong đó A - biên độ dao động, trong trường hợp này bằng r - bán kính của sợi.

Tương tự, dự báo tương tự trên trục Y được viết như sau:

y = A * sin (wt + φ0).

Nên hiểu rằng giai đoạn của dao động có nghĩa là trong trường hợp này không đo xoay "góc", và mức độ góc của thời điểm đó thể hiện thời gian trong các đơn vị góc. Trong thời gian này tải được quay bởi một góc độ nhất định, có thể được xác định duy nhất từ thực tế là tốc độ góc biến động theo chu kỳ w = 2 * π / T, trong đó T - thời kỳ dao động. Do đó, nếu một thời gian tương ứng với luân chuyển qua 2π radian, phần lớn thời gian thời gian có thể được tương ứng thể hiện dưới dạng một phần nhỏ của góc quay đầy đủ của 2π.

Biến động không tồn tại tự - âm thanh, ánh sáng, độ rung luôn luôn là một sự chồng chất, chồng chất của một số lượng lớn dao động từ nhiều nguồn khác nhau. Tất nhiên, kết quả của sự chồng chất của hai hoặc nhiều rung động ảnh hưởng đến các thông số của họ, bao gồm cả và dao động giai đoạn. Công thức tổng dao động thường nonharmonic, do đó có thể có một hình thức rất phức tạp, nhưng điều này chỉ trở nên thú vị hơn. Như đã thảo luận ở trên, bất kỳ dao động không điều hòa có thể được biểu diễn như một số lượng lớn hài hòa của các biên độ tương tự, tần số và pha. Trong toán học, hoạt động này được gọi là "mở rộng liên tiếp", và được sử dụng rộng rãi trong các tính toán, ví dụ, sức mạnh của các cấu trúc và cơ sở vật chất. Cơ sở cho những tính toán là việc nghiên cứu các dao động điều hòa với tất cả các thông số, bao gồm cả giai đoạn.