Kako izračunati frekvenciju oscilacija

Oscilacija je vrstaperiodično kretanje. Kaže se da je pokret periodičan ako se ponavlja nakon pravilnih vremenskih razmaka, poput pokreta igle šivaćeg stroja, pomicanje zubaca ugaone vilice i tijelo ovješeno na oprugu. Ako se čestica kreće naprijed-nazad istim putem, kaže se da je njezino gibanje oscilatorno ili vibracijsko, afrekvencijaovog gibanja jedna je od njegovih najvažnijih fizičkih karakteristika.

Pomak čestice koja vrši periodično gibanje može se izraziti sinusnim i kosinusnim funkcijama. Kako se te funkcije nazivaju harmonijskim funkcijama, periodično kretanje poznato je i kao harmonijsko gibanje.

Među svim vrstama oscilacija,jednostavno harmonijsko gibanje(SHM) je najvažnija vrsta. U SHM-u na česticu djeluje sila različite veličine i smjera. Važno je napomenuti da SHM ima važnu primjenu ne samo u mehanici, već i u optici, zvuku i atomskoj fizici.

Kaže se da tijelo izvodi linearno jednostavno harmonijsko gibanje ako

1. Povremeno se kreće amo-tamo po ravnoj liniji.
2. Ubrzanje je uvijek usmjereno prema srednjem položaju.
3. Veličina njegovog ubrzanja proporcionalna je veličini njegova pomicanja iz srednjeg položaja.

Jednadžba:

se koristi za definiranje linearnog jednostavnog harmonijskog gibanja (SHM), pri čemuFje veličina sile obnavljanja;xje mali pomak iz srednjeg položaja; iKje konstanta sile. Negativni znak ukazuje na to da je smjer sile suprotan smjeru pomicanja.

Neki od primjera jednostavnog harmonijskog gibanja su gibanje jednostavnog njihala za male ljuljačke i titrajući magnet u jednolikoj magnetskoj indukciji.

Uzmite u obzir česticu koja vrši oscilaciju duž puta QOR s O kao srednjim položajem, a Q i R kao ekstremnim položajima s obje strane O. Pretpostavimo da je u danom trenutku titranja čestica na P. Udaljenost koju čestica prijeđe od svog srednjeg položaja naziva se njezin pomak (x) tj. OP =x​.

Pomak se uvijek mjeri iz srednjeg položaja, bez obzira na to koja je polazna točka. Na primjer, čak i ako čestica putuje od R do P, pomicanje i dalje ostajex​.

Theamplituda (A) oscilacijedefinira se kao maksimalni pomak (x​_maks) čestice s obje strane njezina srednjeg položaja, tj.A= OQ = ILI.Auvijek se uzima kao pozitivan, pa je tako amplituda oscilacijske formule samo veličina pomicanja iz srednjeg položaja. Udaljenost QR = 2Anaziva se duljina puta ili opseg titranja ili ukupni put oscilirajuće čestice.

Menstruacija (T) titranja definira se kao vrijeme koje je čestici potrebno da dovrši jedno titranje. Nakon vremenaT, čestica prolazi kroz isti položaj u istom smjeru.

Učestalost definicije oscilacija je jednostavno broj oscilacija koje čestica izvrši u jednoj sekundi.

UTsekunde, čestica dovrši jedno osciliranje.

Stoga je broj oscilacija u jednoj sekundi, tj. To je frekvencijaf, je:

Učestalost oscilacija mjeri se u ciklusima u sekundi ili u hercima.

Ljudsko je uho osjetljivo na frekvencije između 20 Hz i 20 000 Hz, a frekvencije u ovom rasponu nazivaju se zvučne ili zvučne frekvencije. Frekvencije iznad opsega ljudskog sluha nazivaju se ultrazvučne frekvencije, dok se frekvencije koje se nalaze ispod zvučnog opsega nazivaju infrazvučne frekvencije. Još jedan vrlo poznat izraz u ovom kontekstu je "nadzvučni". Ako tijelo putuje brže od brzine zvuka, kaže se da putuje nadzvučnom brzinom.

Frekvencije radiovalova (oscilirajući elektromagnetski val) izražene su u kilohercima ili megahercima, dok vidljiva svjetlost ima frekvencije u rasponu od stotina teraherca.