En physique, une période est le temps nécessaire pour effectuer un cycle dans un système oscillant tel qu'un pendule, une masse sur un ressort ou un circuit électronique. Au cours d'un cycle, le système part d'une position de départ, passe par des points maximum et minimum, puis revient au début avant de démarrer un nouveau cycle identique. Vous pouvez identifier les facteurs qui affectent la période d'oscillation en examinant les équations qui déterminent la période d'un système oscillant.
Le pendule oscillant
L'équation de la période (T) d'un pendule oscillant est :
T=2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}
où (pi) est la constante mathématique, L est la longueur du bras du pendule et g est l'accélération de la gravité agissant sur le pendule. L'examen de l'équation révèle que la période d'oscillation est directement proportionnelle à la longueur du bras et inversement proportionnelle à la gravité; ainsi, une augmentation de la longueur d'un bras de pendule entraîne une augmentation subséquente de la période d'oscillation étant donné une accélération gravitationnelle constante. Une diminution de la longueur entraînerait alors une diminution de la période. Pour la gravité, la relation inverse montre que plus l'accélération gravitationnelle est forte, plus la période d'oscillation est petite. Par exemple, la période d'un pendule sur Terre serait plus petite que celle d'un pendule de même longueur sur la Lune.
Messe sur un printemps
Le calcul de la période (T) d'un ressort oscillant avec une masse (m) est décrit comme :
T=2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}
où pi est la constante mathématique, m est la masse attachée au ressort et k est la constante du ressort, qui est liée à un ressort "raideur." La période d'oscillation est donc directement proportionnelle à la masse et inversement proportionnelle au ressort constant. Un ressort plus rigide avec une masse constante diminue la période d'oscillation. L'augmentation de la masse augmente la période d'oscillation. Par exemple, une voiture lourde avec des ressorts dans sa suspension rebondit plus lentement lorsqu'elle heurte une bosse qu'une voiture légère avec des ressorts identiques.
Vague
Les ondes telles que les ondulations dans un lac ou les ondes sonores voyageant dans l'air ont une période égale à l'inverse de la fréquence; la formule est :
T=\frac{1}{f}
où T est la période d'oscillation et f est la fréquence de l'onde, généralement mesurée en hertz (Hz). Lorsque la fréquence d'une onde augmente, sa période diminue.
Oscillateurs électroniques
Un oscillateur électronique génère un signal oscillant à l'aide de circuits électroniques. En raison de la grande variété d'oscillateurs électroniques, les facteurs qui déterminent la période dépendent de la conception du circuit. Certains oscillateurs, par exemple, règlent la période avec une résistance connectée à un condensateur; la période dépend de la valeur de la résistance en ohms multipliée par la capacité en farads. D'autres oscillateurs utilisent un cristal de quartz pour déterminer la période; le quartz étant très stable, il règle la période d'un oscillateur avec une grande précision.