Mes tyrinėjame švytuoklę - svyravimų dažnį
Kintamųjų procesų parametrai yragerai žinomos fizinės sąvokos - amplitudė ir periodas. Taigi pagal virpesių suprasti, išsėtinės periodinę įstatymą pakartojant keisti fizinį kiekį aplink savo vidutinės vertės arba nulis procesą. Darykime prielaidą, kad šis įstatymas turi sinusinį pobūdį. Taigi, jei funkcija f (x) proceso pateikiamas pagal tipą f (x) = K * sin (x), mes turime tik tokį vibraciniai funkciją, kuri, atminkite, aukštyn ir žemyn, aukštyn ir žemyn ...
Mes priimame nurodytos funkcijos grafiką kaiIš esmės, bet kokia vertė Y ašyje žymimas Y1, ir juda išilgai X ašies, Y2 rasti kitą punktą, kurios vertė yra y1. Dabar, jei X ašies, iš v2 punktas, atidėti intervalas lygus T = (y2 - y1), mes gauti taškų v3 ir ji bus lygus Y1 ir Y2. Kad ryšys tarp šių kiekis tiksliai pakartotinių ant visų vėlesnių segmentų diagramoje formos lygus T. Taigi mes nustatėme, parametro t aprašytą pagal formulę proceso f (x) = K * sin (x), kuris turi nepaprastą savybę, kurios keičia per argumentas X T sukelia funkcijos F (x) pasikeitimą per visą jos verčių diapazoną. Kadangi pokyčius X ašyje yra neribotas laike, kitaip tariant, ciklų skaičius, T galo daug, tada mes turime cikliškas, ty kartojasi, funkcijos pakeitimas. C ciklo trukmė T vadinama svyravimo periodu ir matuojama sekundėmis. Bet daugiau gyvūnus šios srities specialistui naudoti matavimo vienetą, kuris yra vadinamas virpesių dažnis, žymimi f ir apskaičiuoja f = 1 / T, vienetas ji yra vadinama "Hertz (Hz). 1 Hz dažnis yra vienas svyravimas per sekundę.
Mes esame apsuptas "besimėgaujančio" pasaulio. Vibracijos yra garsai, elektros srovė laiduose, mechanizmų virpesiai, šviesa, nutekėjimas ir srautas, planetų sukimas ir ... nemato jų skaičiaus, šių vibracijų. Visi jie turi gana įprastas jų dažnių ribas, sako "savo svyravimų spektrą". Pavyzdžiui, virpesių dažnis girdimo garso dažnių asmeniui - nuo 16 Hz iki 20 kHz (1 kHz = 1000 Hz), ir šnekamoji kalba garso dažnių diapazone yra nuo 100 - 4000 Hz. Tai gerai žinomas faktas, kad ne visi žmonės girdi visą spektrą garsų - daugeliui 12-15 kHz jau yra garsumo riba. Ši technika naudoja 100, 200 kHz ir aukštesnius ultragarsinius virpesius. Mechanikos detalės taip pat gali svyruoti įvairiais dažniais - tiek Hz, tiek dešimtimis kHz. Tačiau didžiausias diapazonas turi elektromagnetines svyravimus - nuo dalelių iki daugybės tūkstančių milijonų Hz. Šiame pasauliniame spektre šviesos bangų plotas yra labai mažas, tačiau tai yra mūsų akys, kuri jas suvokia. Skirtingų šviesos bangų spektro svyravimų dažnis lemia matomos šviesos spalvą - nuo raudonos iki violetinės spalvos.
Tačiau sugrįšime į "savo ratą". Labai dažnai patogu naudoti keletą modifikuotų matavimo vienetų. Toks dirbtinis prietaisas leidžia supaprastinti daugybę formulių ir padaryti juos labiau matomus. Taip yra dėl to, kad svyravimo funkcijų sinusinis pobūdis prisiima galimybę naudoti kintamuosius kampų - radianų ar laipsnių matavimo vienetais. Tačiau tuo pačiu metu apskaičiuojant "roplių" konstanta yra 2π, kuris kartu su dažnumu yra daugelyje matematinių išraiškų. Tada jie nusprendė įvesti modifikuotą dažnio bloką ir pavadino jį "ciklišku svyravimų dažniu". Šio vieneto esmė yra ta, kad dažnumas nustatomas pagal svyravimų skaičių per 2 * π sekundes, t. Y. 6.28 sekundės Ciklinis dažnis apskaičiuojamas pagal formulę ω = 2 * π * f. Narystę į ciklinį dažnį išreiškiamas jo matavimo vienetas - radianas per sekundę.
Vibracinė sistema turi dar daugiauparametrai, apibūdinantys jos asmenybę. Dalyvaukite mūsų senas geras švytuoklę, o šiek tiek iškilmingas, sumažinti ją iki vibracijos procesui valstybės - erkių Srovė, erkių tock. Norėdami tai padaryti, pakanka vieną kartą jį stumti ir ... palikti jį atskirai. Ką pamatysime? Švytuoklės vibruoja pakankamai ilgai be jokių papildomų taikymo jėgos, jos virpesių dažnis nesikeičia, o amplitudė mažėja palaipsniui, nes trinties jėgų faktinių prietaisų. Tokie svyravimai, kai Inicijuojama po tos švytuoklės judėjimo, arba bet kurios kitos vibracijos sistema stumti yra nustatomas tik pagal parametrus, vadinamas pačių. Jei mes manome, kad tuo pačiu metu stabdymo jėgos yra lygios nuliui, o tai yra labai paprasta - viskas mūsų rankose, tokia švytuoklė, tai vadinama matematinė, bus svyruoti amžinai, ir virpesių periodas gali būti skaičiuojamas pagal žinomą, kuri jau tapo klasika, formulė - C = 2 * π * √ l / g.
Iš jo analizės galima padaryti svarbią išvadą: natūralų svyruojamųjų svyravimų dažnį lemia tik vidiniai sistemos parametrai-kaitinimo siūlelio ilgis ir gravitacinės jėgos pagreičio dydis.
