Sisteme oscilante - Fizică - Fișele lecțiilor de liceu - KeepSchool
Sisteme oscilante. Fișe de lecție de fizică pentru liceeni.
Sisteme oscilante
1 Clasificarea experimentală a oscilatoarelor și a proprietăților
1.1 Clasificarea experimentală a oscilatoarelor
Oscilator liber fără amortizare.
Oscilatorul liber neamortizat, indiferent de natura sa particulară (pendul simplu, compus sau elastic, echilibrul ceasului cu arc spiralat) se caracterizează prin constanța amplitudinii mișcărilor sale odată ce a fost lansat. În plus, perioada micilor oscilații nu depinde de amplitudinea mișcărilor, ci doar de caracteristicile oscilatorului în sine. Se spune că micile sale oscilații sunt izocrone. Oscilatorul liber neamortizat are energie mecanică constantă: este conservator.
Oscilator liber amortizat.
Amplitudinea oscilațiilor este redusă. Durata unei călătorii dus-întors este constantă, dar nu are aceeași valoare ca și perioada oscilațiilor oscilatorului liber neamortizat. Aceasta este caracteristică unui oscilator liber amortizat. Oscilatorul liber amortizat are o energie mecanică în scădere: este disipativ.
Oscilator autosuficient.
Putem verifica experimental că perioada oscilatorului autosustenabil este identificată cu aceea, ideală, a oscilatorului liber ne-amortizat corespunzător care există doar temporar.
Oscilator forțat.
Pentru un oscilator forțat, în stare de echilibru, perioada de oscilație nu mai depinde deloc de caracteristicile specifice ale oscilatorului (masa m, rigiditatea k a arcului unui pendul elastic). Este impus de acțiunea externă a excitatorului.
1.2 Proprietățile caracteristice ale oscilațiilor
Frecvența de oscilație f este egală cu numărul de declanșări înainte și înapoi pe secundă. Este legat de perioada T a oscilatorului prin relația:
cu f în Hz (Hertz) și T în s.
Deci, 1 Hz = 1s-1. Stroboscopul, contorul de timp și contorul de frecvență sunt instrumente comune pentru determinarea perioadei unui oscilator.