Azok a tényezők, amelyek befolyásolhatják az oszcilláció periódusát

A fizikában egy periódus az az időtartam, amely egy ciklus teljesítéséhez szükséges egy oszcilláló rendszerben, például egy inga, egy rugó tömege vagy egy elektronikus áramkör. Egy ciklus alatt a rendszer egy kiindulási helyzetből mozog a maximális és a minimális ponton keresztül, majd visszatér az elejére, mielőtt új, azonos ciklust indítana. Az oszcillációs periódust befolyásoló tényezőket az oszcilláló rendszer periódusát meghatározó egyenletek megvizsgálásával azonosíthatja.

A lengő inga

A lengő inga periódusának (T) egyenlete:

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

ahol π (pi) a matematikai állandó, L az inga karjának hossza és g az ingára ​​ható gravitációs gyorsulás. Az egyenlet megvizsgálásával kiderül, hogy az oszcillációs periódus egyenesen arányos a kar hosszával és fordítottan arányos a gravitációval; így az ingakar hosszának növekedése az oszcillációs periódus későbbi növekedését eredményezi, állandó gravitációs gyorsulás mellett. A hossz csökkenése ekkor az időszak csökkenését eredményezné. A gravitáció szempontjából az inverz összefüggés azt mutatja, hogy minél erősebb a gravitációs gyorsulás, annál kisebb az oszcilláció periódusa. Például az inga periódusa a Földön kisebb lenne, mint egy azonos hosszúságú inga a Holdon.

Szentmise egy tavaszon

Az (m) tömeggel lengő rugó periódusának (T) számítását a következőképpen írják le:

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

ahol pi a matematikai állandó, m a rugóhoz rögzített tömeg és k a rugóállandó, amely összefügg a rugó "merevség." Az oszcillációs periódus tehát egyenesen arányos a tömeggel és fordítottan arányos a rugóval állandó. Egy állandó tömegű, merevebb rugó csökkenti a rezgés periódusát. A tömeg növelése növeli az oszcilláció periódusát. Például egy nehéz autó, amelynek rugói a rugójában vannak, lassabban ugrálnak, amikor ütközik, mint egy könnyű, azonos rugókkal rendelkező autó.

Hullám

Az olyan hullámok, mint a hullámzás a tóban, vagy a hanghullámok, amelyek a levegőn haladnak át, megegyeznek a periódussal; a képlet:

T = \ frac {1} {f}

ahol T a rezgés időtartama és f a hullám frekvenciája, általában hercben (Hz) mérve. Amikor egy hullám frekvenciája növekszik, annak időszaka csökken.

Elektronikus oszcillátorok

Az elektronikus oszcillátor elektronikus áramkörök segítségével generál oszcilláló jeleket. Az elektronikus oszcillátorok sokfélesége miatt az időszakot meghatározó tényezők az áramkör kialakításától függenek. Néhány oszcillátor például egy kondenzátorhoz kapcsolt ellenállással állítja be az időszakot; a periódus az ellenállás ohmokban mért értékétől, szorozva a farádok kapacitásával. Más oszcillátorok kvarckristályt használnak az időszak meghatározásához; mivel a kvarc nagyon stabil, nagy pontossággal állítja be az oszcillátor periódusát.

  • Ossza meg
instagram viewer