العوامل التي قد تؤثر على فترة التذبذب

في الفيزياء ، الفترة الزمنية هي مقدار الوقت اللازم لإكمال دورة واحدة في نظام متذبذب مثل البندول ، أو كتلة في زنبرك أو دائرة إلكترونية. في دورة واحدة ، ينتقل النظام من موضع البداية ، عبر الحد الأقصى والحد الأدنى من النقاط ، ثم يعود إلى البداية قبل بدء دورة جديدة مماثلة. يمكنك تحديد العوامل التي تؤثر على فترة التذبذب من خلال فحص المعادلات التي تحدد الفترة الزمنية لنظام التذبذب.

معادلة الفترة (T) للبندول المتأرجح هي:

حيث π (pi) هو الثابت الرياضي ، L هو طول ذراع البندول و g هو تسارع الجاذبية الذي يعمل على البندول. يكشف فحص المعادلة أن فترة التذبذب تتناسب طرديا مع طول الذراع وتتناسب عكسيا مع الجاذبية ؛ وبالتالي ، تؤدي الزيادة في طول ذراع البندول إلى زيادة لاحقة في فترة التذبذب نظرًا لتسارع الجاذبية الثابت. سيؤدي انخفاض الطول بعد ذلك إلى انخفاض في الفترة. بالنسبة للجاذبية ، تظهر العلاقة العكسية أنه كلما كان تسارع الجاذبية أقوى ، كانت فترة التذبذب أصغر. على سبيل المثال ، ستكون فترة البندول على الأرض أصغر مقارنة بالبندول ذي الطول المتساوي على القمر.

يتم وصف حساب الفترة (T) لنابض يتأرجح بكتلة (م) على النحو التالي:

حيث pi هو الثابت الرياضي ، و m هي الكتلة المرتبطة بالزنبرك و k هو ثابت الربيع ، الذي يرتبط بالربيع "الكزازة." وبالتالي ، فإن فترة التذبذب تتناسب طرديا مع الكتلة وتتناسب عكسيا مع الربيع ثابت. الربيع الأكثر صلابة مع الكتلة الثابتة يقلل من فترة التذبذب. زيادة الكتلة تزيد من فترة التذبذب. على سبيل المثال ، ترتد سيارة ثقيلة ذات نوابض في نظام التعليق بشكل أبطأ عندما تصطدم بمطبات أكثر من سيارة خفيفة ذات نوابض مماثلة.

الموجات مثل التموجات في بحيرة أو الموجات الصوتية التي تنتقل عبر الهواء لها فترة مساوية لمقلوب التردد ؛ الصيغة هي:

حيث T هي الفترة الزمنية للتذبذب و f هي تردد الموجة ، وعادة ما تقاس بالهرتز (هرتز). عندما يزداد تردد الموجة ، تقل فترتها.

يولد المذبذب الإلكتروني إشارة متذبذبة باستخدام الدوائر الإلكترونية. بسبب التنوع الكبير في المذبذبات الإلكترونية ، فإن العوامل التي تحدد الفترة تعتمد على تصميم الدائرة. بعض المذبذبات ، على سبيل المثال ، تحدد الفترة بمقاوم متصل بمكثف ؛ تعتمد الفترة على قيمة المقاوم بالأوم مضروبة في السعة بالفاراد. تستخدم المذبذبات الأخرى بلورة كوارتز لتحديد الفترة الزمنية ؛ لأن الكوارتز مستقر للغاية ، فإنه يحدد فترة المذبذب بدقة كبيرة.