Čimbenici koji mogu utjecati na razdoblje oscilacija

U fizici, period je vrijeme potrebno za završetak jednog ciklusa u oscilirajućem sustavu kao što je njihalo, masa na opruzi ili elektronički krug. U jednom se ciklusu sustav kreće iz početne pozicije, kroz maksimalne i minimalne točke, a zatim se vraća na početak prije pokretanja novog, identičnog ciklusa. Čimbenike koji utječu na razdoblje titranja možete prepoznati ispitivanjem jednadžbi koje određuju razdoblje oscilirajućeg sustava.

Klatno njihalo

Jednadžba za razdoblje (T) njišućeg njihala je:

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

gdje je π (pi) matematička konstanta, L je duljina kraka njihala, a g ubrzanje gravitacije koja djeluje na njihalo. Ispitivanje jednadžbe otkriva da je razdoblje oscilacija izravno proporcionalno duljini kraka i obrnuto proporcionalno gravitaciji; prema tome, povećanje duljine kraka njihala rezultira daljnjim povećanjem razdoblja oscilacija s obzirom na konstantno gravitacijsko ubrzanje. Smanjenje duljine tada bi rezultiralo smanjenjem razdoblja. Za gravitaciju, inverzni odnos pokazuje da je što je gravitacijsko ubrzanje jače, period oscilacija manji. Primjerice, razdoblje njihala na Zemlji bilo bi manje u usporedbi s njihalom jednake duljine na Mjesecu.

Misa na izvoru

Izračun za razdoblje (T) opruge koja oscilira s masom (m) opisuje se kao:

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

gdje je pi matematička konstanta, m masa pričvršćena na oprugu, a k konstanta opruge, koja je povezana s oprugom "krutost." Stoga je razdoblje titranja izravno proporcionalno masi i obrnuto proporcionalno opruzi konstantno. Čvršća opruga s konstantnom masom smanjuje razdoblje oscilacija. Povećavanjem mase povećava se period oscilacija. Primjerice, težak automobil s oprugama u ovjesu sporije se odbija kad naleti na udarac od laganog automobila s identičnim oprugama.

Val

Valovi poput mreškanja u jezeru ili zvučni valovi koji putuju zrakom imaju razdoblje jednako recipročnoj frekvenciji; formula je:

T = \ frac {1} {f}

gdje je T vremensko razdoblje oscilacija, a f frekvencija vala, obično mjerena u hercima (Hz). Kada se frekvencija vala povećava, njegovo se razdoblje smanjuje.

Elektronički oscilatori

Elektronički oscilator generira oscilirajući signal pomoću elektroničkih sklopova. Zbog velike raznolikosti elektroničkih oscilatora, čimbenici koji određuju razdoblje ovise o dizajnu sklopa. Neki oscilatori, na primjer, postavljaju razdoblje otpornikom spojenim na kondenzator; period ovisi o vrijednosti otpora u ohima pomnoženoj s kapacitetom u faradima. Ostali oscilatori koriste kvarcni kristal za određivanje razdoblja; jer je kvarc vrlo stabilan, s velikom preciznošću postavlja period oscilatora.

  • Udio
instagram viewer