Faktory, ktoré môžu mať vplyv na obdobie oscilácií

Vo fyzike je perióda množstvo času potrebného na absolvovanie jedného cyklu v oscilačnom systéme, ako je kyvadlo, hmota na pružine alebo elektronický obvod. V jednom cykle sa systém presunie z východiskovej polohy cez maximálny a minimálny bod, potom sa vráti na začiatok pred začatím nového, identického cyklu. Faktory, ktoré ovplyvňujú periódu oscilácie, môžete identifikovať preskúmaním rovníc, ktoré určujú periódu pre oscilačný systém.

Kyvadlo kyvné

Rovnica pre periódu (T) kyvadla je:

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

kde π (pi) je matematická konštanta, L je dĺžka ramena kyvadla ag je gravitačné zrýchlenie pôsobiace na kyvadlo. Pri skúmaní rovnice sa zistí, že perióda kmitania je priamo úmerná dĺžke ramena a nepriamo úmerná gravitácii; teda zväčšenie dĺžky ramena kyvadla vedie k následnému zvýšeniu periódy kmitania pri konštantnom gravitačnom zrýchlení. Skrátenie dĺžky by potom malo za následok zníženie obdobia. Pokiaľ ide o gravitáciu, inverzný vzťah ukazuje, že čím väčšie je gravitačné zrýchlenie, tým menšia je doba oscilácie. Napríklad obdobie kyvadla na Zemi by bolo menšie v porovnaní s kyvadlom rovnakej dĺžky na Mesiaci.

Omšu na jar

Výpočet pre periódu (T) pružiny kmitajúcej s hmotnosťou (m) je opísaný ako:

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

kde pi je matematická konštanta, m je hmotnosť pripojená k pružine a k je pružinová konštanta, ktorá súvisí s pružinou "Tuhosť." Perióda kmitania je preto priamo úmerná hmotnosti a nepriamo úmerná pružine konštantný. Tuhšia pružina so stálou hmotnosťou znižuje periódu kmitania. Zvyšovanie hmotnosti zvyšuje obdobie kmitania. Napríklad ťažké auto s pružinami v odpružení sa pri náraze na nerovnosť odrazí pomalšie ako ľahké auto s identickými pružinami.

Mávať

Vlny ako vlnenie v jazere alebo zvukové vlny prechádzajúce vzduchom majú periódu rovnajúcu sa prevrátenej hodnote frekvencie; vzorec je:

T = \ frac {1} {f}

kde T je časové obdobie kmitania af je frekvencia vlny, ktorá sa zvyčajne meria v hertzoch (Hz). Keď sa zvýši frekvencia vlny, jej perióda sa zníži.

Elektronické oscilátory

Elektronický oscilátor generuje oscilačný signál pomocou elektronických obvodov. Kvôli veľkej škále elektronických oscilátorov závisia faktory, ktoré určujú periódu, od konštrukcie obvodu. Niektoré oscilátory napríklad nastavujú periódu s rezistorom pripojeným na kondenzátor; perióda závisí od hodnoty odporu v ohmoch vynásobenej kapacitou vo faradoch. Ostatné oscilátory používajú na stanovenie periódy kremenný kryštál; pretože kremeň je veľmi stabilný, s veľkou presnosťou nastavuje periódu oscilátora.

  • Zdieľam
instagram viewer