Nihanje je vrstaperiodično gibanje. Za gibanje velja, da je periodično, če se ponovi v rednih časovnih presledkih, tako kot gibanje igle šivalnega stroja, gibanje zobnikov uglaševalnih vilic in telo, obešeno na vzmet. Če se delec premika naprej in nazaj po isti poti, naj bi bilo njegovo gibanje nihajno ali vibrirajoče,frekvencatega gibanja je ena najpomembnejših fizikalnih lastnosti.
Premik delca, ki izvaja periodično gibanje, lahko izrazimo s sinusno in kosinusno funkcijo. Ker se te funkcije imenujejo harmonske funkcije, je periodično gibanje znano tudi kot harmonsko gibanje.
Kaj je preprosto harmonično gibanje?
Med vsemi vrstami nihanj jepreprosto harmonsko gibanje(SHM) je najpomembnejši tip. V SHM na delce deluje sila različne velikosti in smeri. Pomembno je omeniti, da ima SHM pomembno vlogo ne samo v mehaniki, temveč tudi v optiki, zvoku in atomski fiziki.
Telo naj bi izvajalo linearno preprosto harmonično gibanje, če
- Občasno se premika sem in tja po ravni črti.
- Njen pospešek je vedno usmerjen v njegov srednji položaj.
- Velikost njegovega pospeška je sorazmerna z velikostjo njegovega premika iz srednjega položaja.
Enačba:
F = -Kx
se uporablja za definiranje linearnega harmoničnega gibanja (SHM), pri čemerFje velikost obnovitvene sile;xje majhen premik iz srednjega položaja; inKje konstanta sile. Negativni znak pomeni, da je smer sile nasprotna smeri premika.
Nekaj primerov preprostega harmoničnega gibanja je gibanje preprostega nihala za majhne nihaje in vibrirajočega magneta v enakomerni magnetni indukciji.
Kaj je nihajna amplituda?
Razmislite o delcu, ki izvaja nihanje vzdolž poti QOR, pri čemer je O srednji položaj, Q in R pa skrajni legi na obeh straneh O. Recimo, da je v določenem trenutku nihanja delec na P. Oddaljenost delca od njegovega srednjega položaja se imenuje njegov premik (x) tj OP =x.
Premik se vedno meri od srednjega položaja, ne glede na izhodišče. Na primer, tudi če delci potujejo od R do P, premik še vedno ostanex.
Theamplituda (A) nihanjaje definiran kot največji premik (xmaks) delca na obeh straneh njegovega srednjega položaja, tj.A= OQ = ALI.Avedno jemljemo kot pozitivno, zato je amplituda nihajne formule le velikost premika iz srednjega položaja. Razdalja QR = 2Ase imenuje dolžina poti ali obseg nihanja ali skupna pot nihajočega delca.
Formula frekvence nihanja
Obdobje (T) nihanja je opredeljen kot čas, ki ga delcu vzame za dokončanje enega nihanja. Čez časT, delci gredo skozi isti položaj v isti smeri.
Definicija frekvence nihanja je preprosto število nihanj, ki jih v eni sekundi izvede delček.
VTsekunde, delec zaključi eno nihanje.
Zato je število nihanj v eni sekundi, to je njegova frekvencaf, je:
f = \ frac {1} {T}
Frekvenca nihanja se meri v ciklih na sekundo ali v hercih.
Vrsta frekvence nihanja
Človeško uho je občutljivo na frekvence med 20 Hz in 20 000 Hz, frekvence v tem območju pa imenujemo zvočne ali zvočne frekvence. Frekvence nad obsegom človeškega sluha imenujemo ultrazvočne frekvence, frekvence, ki so pod zvočnim območjem, pa ultrazvočne frekvence. Drug zelo znan izraz v tem kontekstu je "nadzvočni". Če telo potuje hitreje od hitrosti zvoka, naj bi potovalo z nadzvočno hitrostjo.
Frekvence radijskih valov (nihajoče elektromagnetno valovanje) so izražene v kilohercih ali megahercih, medtem ko ima vidna svetloba frekvence v območju več sto terahercev.
