Oscilácia je typperiodický pohyb. O pohybe sa hovorí, že je periodický, ak sa opakuje v pravidelných časových intervaloch, podobne ako pohyb ihly šijacieho stroja, pohybu hrotov ladičky a tela zaveseného na pružine. Ak sa častica pohybuje tam a späť po tej istej dráhe, hovorí sa jej pohyb oscilačný alebo vibračný afrekvenciatohto pohybu je jednou z jeho najdôležitejších fyzikálnych vlastností.
Posun častice vykonávajúcej periodický pohyb možno vyjadriť pomocou sínusových a kosínusových funkcií. Pretože sa tieto funkcie nazývajú harmonické funkcie, periodický pohyb je tiež známy ako harmonický pohyb.
Čo je to Simple Harmonic Motion?
Medzi všetkými typmi kmitov sa uvádza:jednoduchý harmonický pohyb(SHM) je najdôležitejší typ. V SHM pôsobí na častice sila rôznej veľkosti a smeru. Je dôležité si uvedomiť, že SHM má dôležité uplatnenie nielen v mechanike, ale aj v optike, zvuku a atómovej fyzike.
O telese sa hovorí, že vykonáva lineárny jednoduchý harmonický pohyb, ak
- Pravidelne sa pohybuje tam a späť po priamke.
- Jeho zrýchlenie je vždy smerované do jeho strednej polohy.
- Veľkosť jeho zrýchlenia je úmerná veľkosti jeho posunu zo strednej polohy.
Rovnica:
F = -Kx
sa používa na definovanie lineárneho jednoduchého harmonického pohybu (SHM), pričomFje veľkosť obnovovacej sily;Xje malý posun od strednej polohy; aKje silová konštanta. Záporné znamienko znamená, že smer sily je opačný k smeru posuvu.
Niektoré príklady jednoduchého harmonického pohybu sú pohyb jednoduchého kyvadla pre malé výkyvy a vibračný magnet v rovnomernej magnetickej indukcii.
Čo je to amplitúda oscilácií?
Zvážte časticu, ktorá vykonáva osciláciu pozdĺž dráhy QOR, kde O je stredná poloha a Q a R sú jej krajné polohy na oboch stranách O. Predpokladajme, že v danom okamihu oscilácie je častica v bode P. Vzdialenosť, ktorú častica ušla zo svojej strednej polohy, sa nazýva jej posunutie (X) tj. OP =X.
Posun sa vždy meria od strednej polohy, nech už je východiskovým bodom akýkoľvek. Napríklad aj keď sa častica pohybuje z R do P, posun stále zostávaX.
Theamplitúda (A) kmitaniaje definované ako maximálny posun (Xmax) častice na oboch stranách jej strednej polohy, t. j.A= OQ = ALEBO.Asa vždy berie ako pozitívny, a teda amplitúda oscilačného vzorca je len veľkosť posunu od strednej polohy. Vzdialenosť QR = 2Asa nazýva dĺžka dráhy alebo rozsah oscilácií alebo celková dráha oscilujúcej častice.
Vzorec frekvencie kmitania
Perióda (T) oscilácie je definovaný ako čas potrebný na vykonanie jednej oscilácie časticou. Po časeT, častica prechádza rovnakou polohou v rovnakom smere.
Frekvencia definície oscilácií je jednoducho počet oscilácií vykonaných časticou za jednu sekundu.
VTsekúnd, častica dokončí jednu osciláciu.
Preto počet oscilácií za sekundu, to znamená frekvenciaf, je:
f = \ frac {1} {T}
Frekvencia oscilácie sa meria v cykloch za sekundu alebo v Hz.
Typ frekvencie kmitania
Ľudské ucho je citlivé na frekvencie ležiace medzi 20 Hz a 20 000 Hz a frekvencie v tomto rozsahu sa nazývajú zvukové alebo zvukové frekvencie. Frekvencie nad rozsahom ľudského sluchu sa nazývajú ultrazvukové frekvencie, zatiaľ čo frekvencie, ktoré sú pod počuteľným rozsahom, sa nazývajú infrazvukové frekvencie. Ďalším veľmi známym pojmom v tejto súvislosti je „nadzvukový“. Ak sa telo pohybuje rýchlejšie ako rýchlosť zvuku, hovorí sa o ňom, že cestuje nadzvukovou rýchlosťou.
Frekvencie rádiových vĺn (oscilujúca elektromagnetická vlna) sú vyjadrené v kilohertzoch alebo megahertzoch, zatiaľ čo viditeľné svetlo má frekvencie v rozmedzí stoviek terrahertzov.
