Трептенето е видпериодично движение. Казва се, че движението е периодично, ако се повтаря след редовни интервали от време, като движението на игла на шевна машина, движение на зъбите на камертона и тяло, окачено на пружина. Ако частица се движи напред-назад по същия път, се казва, че нейното движение е колебателно или вибрационно, ачестотана това движение е една от най-важните му физически характеристики.
Изместването на частица, извършваща периодично движение, може да бъде изразено чрез синусоидални и косинусови функции. Тъй като тези функции се наричат хармонични функции, периодичното движение е известно още като хармонично движение.
Какво е просто хармонично движение?
Сред всички видове трептения,просто хармонично движение(SHM) е най-важният тип. В SHM на частица действа сила с различна величина и посока. Важно е да се отбележи, че SHM има важни приложения не само в механиката, но и в оптиката, звука и атомната физика.
Казва се, че тялото извършва линейно просто хармонично движение, ако
- Периодично се движи напред-назад по права линия.
- Ускорението му винаги е насочено към средното му положение.
- Размерът на ускорението му е пропорционален на големината на изместването му от средното положение.
Уравнението:
F = -Kx
се използва за определяне на линейно просто хармонично движение (SHM), при коетоFе величината на възстановяващата сила;хе малкото изместване от средното положение; иКе константата на силата. Отрицателният знак показва, че посоката на сила е противоположна на посоката на изместване.
Някои примери за просто хармонично движение са движението на обикновено махало за малки люлки и вибриращ магнит в еднаква магнитна индукция.
Каква е амплитудата на трептенията?
Помислете за частица, изпълняваща трептене по пътя QOR с O като средно положение и Q и R като крайните си позиции от двете страни на O. Да предположим, че в даден момент на трептене частицата е в P. Разстоянието, изминато от частицата от средното й положение, се нарича нейното изместване (х) т.е. OP =х.
Изместването винаги се измерва от средното положение, каквото и да е началната точка. Например, дори ако частицата пътува от R до P, изместването все още оставах.
Theамплитуда (A) на трептенетосе определя като максимално изместване (хмакс) на частицата от двете страни на средното й положение, т.е.A= OQ = ИЛИ.Aвинаги се приема като положителна и така формулата на амплитудата на трептене е просто величината на изместването от средното положение. Разстоянието QR = 2Aсе нарича дължина на пътя или степен на трептене или общ път на трептящата частица.
Формула на честотата на трептенията
Периодът (T) на трептенето се определя като времето, необходимо на частицата да завърши едно трептене. След времеT, частицата преминава през същата позиция в същата посока.
Определянето на честотата на трептенията е просто броят на трептенията, извършени от частицата за една секунда.
ВTсекунди, частицата завършва едно трептене.
Следователно броят на трептенията в една секунда, т.е.честотатае, е:
f = \ frac {1} {T}
Честотата на трептенията се измерва в цикли в секунда или Hertz.
Тип честота на трептене
Човешкото ухо е чувствително към честоти между 20 Hz и 20 000 Hz, а честотите в този диапазон се наричат звукови или звукови честоти. Честотите над обхвата на човешкия слух се наричат ултразвукови честоти, докато честотите, които са под звуковия диапазон, се наричат инфразвукови честоти. Друг много познат термин в този контекст е „свръхзвуков“. Ако тялото се движи по-бързо от скоростта на звука, се казва, че пътува със свръхзвукова скорост.
Честотите на радиовълните (осцилираща електромагнитна вълна) се изразяват в килогерци или мегагерци, докато видимата светлина има честоти в диапазона от стотици терагерци.