ปัจจัยที่อาจส่งผลต่อระยะเวลาของการสั่น

ในวิชาฟิสิกส์ คาบคือระยะเวลาที่ต้องใช้เพื่อทำให้หนึ่งรอบเสร็จสมบูรณ์ในระบบการสั่น เช่น ลูกตุ้ม มวลบนสปริง หรือวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ในหนึ่งรอบ ระบบจะย้ายจากตำแหน่งเริ่มต้น ผ่านจุดสูงสุดและต่ำสุด จากนั้นกลับสู่จุดเริ่มต้นก่อนที่จะเริ่มรอบใหม่ที่เหมือนกัน คุณสามารถระบุปัจจัยที่ส่งผลต่อคาบการแกว่งได้โดยการตรวจสอบสมการที่กำหนดคาบสำหรับระบบการแกว่ง

สมการสำหรับคาบ (T) ของลูกตุ้มแกว่งคือ:

โดยที่ π (pi) คือค่าคงที่ทางคณิตศาสตร์ L คือความยาวของแขนของลูกตุ้ม และ g คือความเร่งของแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อลูกตุ้ม การตรวจสอบสมการพบว่าระยะเวลาของการแกว่งเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความยาวของแขนและเป็นสัดส่วนผกผันกับแรงโน้มถ่วง ดังนั้น การเพิ่มความยาวของแขนลูกตุ้มส่งผลให้ช่วงเวลาของการแกว่งตัวเพิ่มขึ้นตามมาด้วยความเร่งโน้มถ่วงคงที่ ระยะเวลาที่ลดลงก็จะส่งผลให้ระยะเวลาลดลง สำหรับแรงโน้มถ่วง ความสัมพันธ์แบบผกผันแสดงให้เห็นว่ายิ่งความเร่งโน้มถ่วงยิ่งแรง ระยะเวลาของการแกว่งก็จะน้อยลง ตัวอย่างเช่น คาบของลูกตุ้มบนโลกจะน้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับลูกตุ้มที่มีความยาวเท่ากันบนดวงจันทร์

การคำนวณสำหรับคาบ (T) ของสปริงที่สั่นด้วยมวล (m) มีคำอธิบายดังนี้:

โดยที่ pi คือค่าคงที่ทางคณิตศาสตร์ m คือมวลที่ติดกับสปริง และ k คือค่าคงที่สปริงซึ่งสัมพันธ์กับสปริง “ความแข็ง” ดังนั้น คาบของการแกว่งจึงเป็นสัดส่วนโดยตรงกับมวลและเป็นสัดส่วนผกผันกับสปริง ค่าคงที่ สปริงที่แข็งกว่าซึ่งมีมวลคงที่จะลดระยะเวลาการแกว่ง การเพิ่มมวลจะเพิ่มระยะเวลาของการแกว่ง ตัวอย่างเช่น รถหนักที่มีสปริงอยู่ในระบบกันสะเทือนจะกระเด้งได้ช้ากว่าเมื่อชนกระแทกมากกว่ารถขนาดเล็กที่มีสปริงเหมือนกัน

คลื่นเช่นระลอกคลื่นในทะเลสาบหรือคลื่นเสียงที่เดินทางผ่านอากาศมีคาบที่เท่ากับส่วนกลับของความถี่ สูตรคือ:

โดยที่ T คือช่วงเวลาของการแกว่ง และ f คือความถี่ของคลื่น ซึ่งปกติจะวัดเป็นเฮิรตซ์ (Hz) เมื่อความถี่ของคลื่นเพิ่มขึ้น ระยะเวลาของคลื่นจะลดลง

ออสซิลเลเตอร์อิเล็กทรอนิกส์สร้างสัญญาณสั่นโดยใช้วงจรอิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากออสซิลเลเตอร์อิเล็กทรอนิกส์มีความหลากหลายมาก ปัจจัยที่กำหนดระยะเวลาจึงขึ้นอยู่กับการออกแบบวงจร ตัวอย่างเช่น ออสซิลเลเตอร์บางตัวกำหนดระยะเวลาด้วยตัวต้านทานที่เชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุ ระยะเวลาขึ้นอยู่กับค่าของตัวต้านทานในหน่วยโอห์มคูณด้วยความจุในหน่วยฟารัด ออสซิลเลเตอร์อื่นๆ ใช้คริสตัลควอตซ์เพื่อกำหนดระยะเวลา เนื่องจากควอตซ์มีความเสถียรสูง จึงสามารถกำหนดช่วงเวลาของออสซิลเลเตอร์ได้อย่างแม่นยำ