Tekijät, jotka saattavat vaikuttaa värähtelyjaksoon

Fysiikassa jakso on ajanjakso, joka tarvitaan yhden jakson suorittamiseen värähtelevässä järjestelmässä, kuten heilurissa, jousen massassa tai elektronisessa piirissä. Yhdessä jaksossa järjestelmä siirtyy lähtöasennosta maksimi- ja minimipisteiden läpi, palaa sitten alkuun ennen uuden, identtisen jakson aloittamista. Voit tunnistaa tekijät, jotka vaikuttavat värähtelyjaksoon tutkimalla yhtälöitä, jotka määrittävät värähtelevän järjestelmän jakson.

Heiluva heiluri

Heiluvan heilurin jakson (T) yhtälö on:

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

missä π (pi) on matemaattinen vakio, L on heilurin varren pituus ja g on heiluriin vaikuttava painovoiman kiihtyvyys. Yhtälön tutkiminen paljastaa, että värähtelyjakso on suoraan verrannollinen varren pituuteen ja kääntäen verrannollinen painovoimaan; siten heilurivarren pituuden lisäys johtaa värähtelyjakson myöhempään kasvuun vakiovoiman kiihtyvyydellä. Pituuden pieneneminen johtaisi tällöin ajanjakson laskuun. Painovoiman suhteen käänteinen suhde osoittaa, että mitä vahvempi painovoima kiihtyy, sitä pienempi värähtelyjakso. Esimerkiksi heilurin jakso maapallolla olisi pienempi kuin samanpituinen heiluri kuussa.

Massa keväällä

Massalla (m) värähtelevän jousen jakson (T) laskenta kuvataan seuraavasti:

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

missä pi on matemaattinen vakio, m on jouseen kiinnittynyt massa ja k on jousivakio, joka liittyy jousen "jäykkyys." Värähtelyjakso on siten suoraan verrannollinen massaan ja kääntäen verrannollinen jouseen vakio. Jäykempi ja vakiomassa jousi vähentää värähtelyjaksoa. Massan lisääminen lisää värähtelyjaksoa. Esimerkiksi raskas auto, jonka jouset ovat jousituksissa, pomppii hitaammin törmätessään törmäykseen kuin kevyt auto, jossa on identtiset jouset.

Aalto

Aalloilla, kuten väreillä järvessä, tai ilman läpi kulkevilla ääniaalloilla on jakso, joka on yhtä suuri kuin taajuuden vastavuoroisuus; kaava on:

T = \ frac {1} {f}

missä T on värähtelyn ajanjakso ja f on aallon taajuus, yleensä mitattuna hertseinä (Hz). Kun aallon taajuus kasvaa, sen jakso pienenee.

Elektroniset oskillaattorit

Elektroninen oskillaattori tuottaa värähtelevän signaalin elektronisia piirejä käyttäen. Koska elektroniset oskillaattorit ovat hyvin erilaisia, jakson määrittävät tekijät riippuvat piirin rakenteesta. Jotkut oskillaattorit asettavat esimerkiksi ajanjakson kondensaattoriin liitetyllä vastuksella; jakso riippuu vastuksen arvosta ohmina kerrottuna kapasitanssilla faradeissa. Muut oskillaattorit käyttävät ajanjaksoa kvartsikiteellä; koska kvartsi on erittäin vakaa, se asettaa oskillaattorin jakson erittäin tarkasti.

  • Jaa
instagram viewer