В физике период - это количество времени, необходимое для завершения одного цикла в колебательной системе, такой как маятник, груз на пружине или электронная цепь. За один цикл система перемещается из начальной позиции через максимальную и минимальную точки, затем возвращается в начало перед началом нового идентичного цикла. Вы можете определить факторы, влияющие на период колебаний, изучив уравнения, определяющие период колебательной системы.
Качающийся маятник
Уравнение для периода (T) качающегося маятника:
T = 2 \ pi \ sqrt {\ frac {L} {g}}
где π (pi) - математическая постоянная, L - длина плеча маятника, а g - ускорение силы тяжести, действующее на маятник. Изучение уравнения показывает, что период колебаний прямо пропорционален длине руки и обратно пропорционален силе тяжести; таким образом, увеличение длины плеча маятника приводит к последующему увеличению периода колебаний при постоянном гравитационном ускорении. Уменьшение длины приведет к уменьшению периода. Для силы тяжести обратная зависимость показывает, что чем сильнее ускорение свободного падения, тем меньше период колебаний. Например, период маятника на Земле будет меньше, чем у маятника такой же длины на Луне.
Месса на пружине
Расчет периода (Т) пружины, колеблющейся с массой (м), описывается как:
T = 2 \ pi \ sqrt {\ frac {m} {k}}
где pi - математическая постоянная, m - масса, прикрепленная к пружине, а k - жесткость пружины, которая связана с ее силой. «Жесткость». Следовательно, период колебаний прямо пропорционален массе и обратно пропорционален пружине. постоянный. Более жесткая пружина с постоянной массой уменьшает период колебаний. Увеличение массы увеличивает период колебаний. Например, тяжелый автомобиль с пружинами в подвеске отскакивает медленнее при наезде на кочку, чем легкий автомобиль с такими же пружинами.
Волна
Волны, такие как рябь в озере или звуковые волны, распространяющиеся по воздуху, имеют период, равный обратной частоте; формула:
T = \ frac {1} {f}
где T - период колебаний, а f - частота волны, обычно измеряемая в герцах (Гц). Когда частота волны увеличивается, ее период уменьшается.
Электронные генераторы
Электронный генератор генерирует колебательный сигнал с помощью электронных схем. Из-за большого разнообразия электронных генераторов факторы, определяющие период, зависят от конструкции схемы. Некоторые генераторы, например, устанавливают период с помощью резистора, подключенного к конденсатору; период зависит от номинала резистора в омах, умноженного на емкость в фарадах. Другие генераторы используют кристалл кварца для определения периода; поскольку кварц очень стабилен, он с большой точностью устанавливает период генератора.