Στη φυσική, μια περίοδος είναι ο χρόνος που απαιτείται για την ολοκλήρωση ενός κύκλου σε ένα σύστημα ταλάντωσης, όπως ένα εκκρεμές, μια μάζα σε ένα ελατήριο ή ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα. Σε έναν κύκλο, το σύστημα μετακινείται από την αρχική θέση, μέσω των μέγιστων και των ελάχιστων σημείων και μετά επιστρέφει στην αρχή πριν ξεκινήσει ένας νέος, πανομοιότυπος κύκλος. Μπορείτε να προσδιορίσετε τους παράγοντες που επηρεάζουν την περίοδο ταλάντωσης εξετάζοντας τις εξισώσεις που καθορίζουν την περίοδο για ένα σύστημα ταλαντώσεων.
Το εκκρεμές Swinging
Η εξίσωση για την περίοδο (Τ) ενός εκκρεμούς εκκρεμούς είναι:
T = 2 \ pi \ sqrt {\ frac {L} {g}}
όπου π (pi) είναι η μαθηματική σταθερά, το L είναι το μήκος του βραχίονα του εκκρεμούς και το g είναι η επιτάχυνση της βαρύτητας που δρα στο εκκρεμές. Η εξέταση της εξίσωσης αποκαλύπτει ότι η περίοδος ταλάντωσης είναι ευθέως ανάλογη με το μήκος του βραχίονα και αντιστρόφως ανάλογη με τη βαρύτητα. Έτσι, μια αύξηση στο μήκος ενός βραχίονα εκκρεμούς οδηγεί σε μια επακόλουθη αύξηση της περιόδου ταλάντωσης δεδομένης μιας σταθερής βαρυτικής επιτάχυνσης. Η μείωση του μήκους θα είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση της περιόδου. Για τη βαρύτητα, η αντίστροφη σχέση δείχνει ότι όσο ισχυρότερη είναι η επιτάχυνση της βαρύτητας, τόσο μικρότερη είναι η περίοδος ταλάντωσης. Για παράδειγμα, η περίοδος ενός εκκρεμούς στη Γη θα ήταν μικρότερη σε σύγκριση με ένα εκκρεμές ίσου μήκους στη Σελήνη.
Μάζα σε μια άνοιξη
Ο υπολογισμός για την περίοδο (Τ) ελατηρίου που ταλαντεύεται με μάζα (m) περιγράφεται ως:
T = 2 \ pi \ sqrt {\ frac {m} {k}}
όπου το pi είναι η μαθηματική σταθερά, m είναι η μάζα που συνδέεται με το ελατήριο και το k είναι η σταθερά ελατηρίου, η οποία σχετίζεται με ένα ελατήριο "ακαμψία." Επομένως, η περίοδος ταλάντωσης είναι ευθέως ανάλογη της μάζας και αντιστρόφως ανάλογη με την άνοιξη συνεχής. Ένα άκαμπτο ελατήριο με σταθερή μάζα μειώνει την περίοδο ταλάντωσης. Η αύξηση της μάζας αυξάνει την περίοδο ταλάντωσης. Για παράδειγμα, ένα βαρύ αυτοκίνητο με ελατήρια στην ανάρτηση αναπηδά πιο αργά όταν χτυπά ένα χτύπημα από ένα ελαφρύ αυτοκίνητο με πανομοιότυπα ελατήρια.
Κύμα
Κύματα όπως κυματισμοί σε μια λίμνη ή ηχητικά κύματα που ταξιδεύουν μέσω του αέρα έχουν περίοδο ίση με την αντίστροφη συχνότητα. ο τύπος είναι:
T = \ frac {1} {f}
όπου T είναι η χρονική περίοδος ταλάντωσης και f είναι η συχνότητα του κύματος, συνήθως μετριέται σε hertz (Hz). Όταν αυξάνεται η συχνότητα ενός κύματος, η περίοδος του μειώνεται.
Ηλεκτρονικοί ταλαντωτές
Ένας ηλεκτρονικός ταλαντωτής παράγει ένα ταλαντωτικό σήμα χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικά κυκλώματα. Λόγω της μεγάλης ποικιλίας ηλεκτρονικών ταλαντωτών, οι παράγοντες που καθορίζουν την περίοδο εξαρτώνται από το σχεδιασμό του κυκλώματος. Ορισμένοι ταλαντωτές, για παράδειγμα, ορίζουν την περίοδο με μια αντίσταση συνδεδεμένη σε έναν πυκνωτή. η περίοδος εξαρτάται από την τιμή της αντίστασης σε ohms πολλαπλασιαζόμενη με την χωρητικότητα σε farads. Άλλοι ταλαντωτές χρησιμοποιούν κρύσταλλο χαλαζία για τον προσδιορισμό της περιόδου. επειδή ο χαλαζίας είναι πολύ σταθερός, ρυθμίζει την περίοδο ταλαντωτή με μεγάλη ακρίβεια.
