Oscilații armonice Fizică nivel superior • Maths-Brinkmann
Definiții ale curbei sinusoidale și ale undei sinusoidale
Un diapazon scoate un sunet. Dinții tăi prezintă o mișcare deosebit de uniformă înainte și înapoi. Înregistrarea lor are ca rezultat un Sinusoide. O asemenea vibrație o numim în fizică oscilația armonică sau Undă sinusoidală.
Descrierea vibrațiilor
atentat, încercare
Observăm mișcarea unui pendul de fir.
Deviem și eliberăm mingea, apoi face o mișcare repetitivă înainte și înapoi.
Definiția fizică a mișcării periodice
O astfel de mișcare se numește mișcare periodică.
O numim o mișcare completă înainte și înapoi a mingii pendulului o perioada.
Se numește timpul în care pendulul efectuează o perioadă Perioada T.
În timpul fiecărei mișcări înainte și înapoi, bila pendulului se leagănă în același punct de inversare și are cea mai mare deformare acolo.
Numim devierea de la poziția centrală la punctul de inversare amplitudine vibrația.
Definirea frecvenței și formula
Se numește numărul de perioade pe secundă Frecvența f.
atentat, încercare
Legea forței oscilației armonice
Examinarea pendulului arcului
a) În poziția de echilibru, forța de tracțiune ascendentă (pozitivă) F0 a arcului compensează doar greutatea descendentă (negativă) G.
Avem G = - F0.
Deci forța totală este F = G + F0 = 0
b) Acum corpul este deviat în sus de distanța s> 0. Apoi, forța de întindere în sus a arcului este redusă la F1 = F0 - D s. Predomină greutatea. Forța rezultată rezultă în jos:
F = G + F1 = G + F0 - D s = 0 - D s
Forța de refacere F este deci proporțională cu devierea s.
Se aplică legea forței de alungire:
atentat, încercare
Fixăm un dop pe marginea unui disc rotativ amplasat vertical. Reglăm viteza astfel încât perioada de rotație a dopului să fie egală cu perioada pendulului arcului. Aceasta creează o linie verticală în proiecția umbrei pe care umbra de plută glisează în sus și în jos. Umbra sferică a pendulului de primăvară efectuează aceeași mișcare.
În timp ce dopul K ‘se rotește pe un cerc cu raza r, bila K se rotește în jurul poziției sale de echilibru pe axa s s = 0. Aceasta se află la mijloc între cele două puncte de inversare s = A = r și s = - A = - r. Se numește valoarea pozitivă A amplitudine vibrația. Este devierea maximă din poziția de echilibru.
Următoarele se aplică pentru devierea:
Aceasta corespunde unei oscilații armonice.
Viteza unghiulară
Derivarea ecuației oscilației
Pendulul cu fir
Perioada unui pendul de fir
Un pendul cu fir oscilează armonios dacă amplitudinea este suficient de mică.
Perioada sa este atunci:
Notă: Accelerația datorată gravitației g poate fi determinată foarte precis pe perioada pendulului firului.
Pentru a face acest lucru, trebuie măsurate lungimea firului și perioada.