Faktory, které mohou ovlivnit období oscilace

Ve fyzice je perioda množství času potřebné k dokončení jednoho cyklu v oscilačním systému, jako je kyvadlo, hmota na pružině nebo elektronický obvod. V jednom cyklu se systém pohybuje z výchozí polohy přes maximální a minimální body a poté se vrátí na začátek před zahájením nového, identického cyklu. Faktory, které ovlivňují periodu oscilace, můžete určit zkoumáním rovnic, které určují periodu pro oscilační systém.

Kyvadlo kyvadla

Rovnice pro období (T) kyvného kyvadla je:

T = 2 \ pi \ sqrt {\ frac {L} {g}}

kde π (pi) je matematická konstanta, L je délka ramene kyvadla ag je gravitační zrychlení působící na kyvadlo. Zkoumání rovnice odhalí, že perioda oscilace je přímo úměrná délce paže a nepřímo úměrná gravitaci; tedy zvětšení délky kyvadlového ramene vede k následnému zvětšení periody kmitání při konstantním gravitačním zrychlení. Zkrácení délky by pak mělo za následek zkrácení období. Pro gravitaci inverzní vztah ukazuje, že čím silnější je gravitační zrychlení, tím menší je doba oscilace. Například období kyvadla na Zemi by bylo menší ve srovnání s kyvadlem stejné délky na Měsíci.

Mše na jaře

Výpočet periody (T) pružiny kmitající s hmotností (m) je popsán jako:

T = 2 \ pi \ sqrt {\ frac {m} {k}}

kde pi je matematická konstanta, m je hmotnost připojená k pružině a k je pružinová konstanta, která souvisí s pružinou "ztuhlost." Perioda kmitání je proto přímo úměrná hmotnosti a nepřímo úměrná pružině konstantní. Tvrdší pružina s konstantní hmotou snižuje periodu oscilace. Zvýšení hmotnosti zvyšuje dobu oscilace. Například těžké auto s pružinami v odpružení se při nárazu odrazí pomaleji než lehké auto se stejnými pružinami.

Mávat

Vlny, jako jsou vlnky v jezeře nebo zvukové vlny cestující vzduchem, mají periodu rovnou převrácené hodnotě frekvence; vzorec je:

T = \ frac {1} {f}

kde T je časové období oscilace af je frekvence vlny, obvykle měřená v hertzích (Hz). Když se frekvence vlny zvýší, její perioda se sníží.

Elektronické oscilátory

Elektronický oscilátor generuje oscilační signál pomocí elektronických obvodů. Kvůli velké rozmanitosti elektronických oscilátorů závisí faktory, které určují dobu, na konstrukci obvodu. Některé oscilátory například nastavují periodu s odporem připojeným ke kondenzátoru; perioda závisí na hodnotě rezistoru v ohmech vynásobené kapacitou ve faradech. Jiné oscilátory používají k určení periody křemenný krystal; protože křemen je velmi stabilní, nastavuje periodu oscilátoru s velkou přesností.

  • Podíl
instagram viewer