Studiem oscilațiile mecanice

Lumea fizică din jurul nostru este plină de mișcări. Este practic imposibil să se găsească cel puțin un corp fizic, care ar putea fi considerat a fi în stare de repaus. În plus față de rectilinie uniformă de translație mișcare, mișcare pe o traiectorie complexă, mișcare cu accelerare și altele, putem observa cu ochii noștri sau prin experiența influenței mișcărilor periodice repetate ale obiectelor materiale.

Omul a observat de mult proprietățile și trăsăturile distinctive ale mișcărilor vibraționale și chiar a învățat să folosească oscilații mecanice pentru scopurile proprii. Toate procesele recurente în timp pot fi numite oscilații. Oscilațiile mecanice sunt doar o parte a acestei lumi diverse de fenomene care apar în aproape aceleași legi. Într-un exemplu clar de mișcări mecanice repetitive, este posibil să se facă reguli de bază și să se determine legile prin care apar procesele electromagnetice, electromecanice și alte oscilatoare.

Natura originii oscilațiilor mecanice constă în transformarea periodică a energiei potențiale în energie cinetică. Descrieți exemplul modului în care se produce transformarea energiei în vibrații mecanice, este posibil, având în vedere o minge suspendată pe un arc. Într-o stare calmă, forța gravitației este echilibrată forța elasticității primăvară. Dar merită să se deducă sistemul din starea de echilibru cu forță, provocând astfel mișcarea către punctul de echilibru, energie potențială va începe transformarea sa în cinetică. Și asta, la rândul său, din momentul trecerii printr-o minge de zero poziție va începe să fie transformat în potențial. Acest proces are loc atâta vreme cât condițiile pentru existența sistemului se apropie de cele fără cusur.

Ideile matematice sunt considerate oscilații care se produc în conformitate cu legea sinusului sau cosinusului. Astfel de procese sunt numite, de obicei, oscilații armonice. Un exemplu ideal de oscilații mecanice armonice este mișcarea pendulului în spațiu absolut fără aer, când nu există influență a forțelor de frecare. Dar acesta este un caz perfect perfect, pentru a realiza ceea ce este foarte problematic din punct de vedere tehnic.

Oscilațiile mecanice, în ciuda duratei lor, mai devreme sau mai târziu încetează, iar sistemul ocupă o poziție de echilibru relativ. Acest lucru se întâmplă din cauza deșeurilor de energie pentru a depăși rezistența aerului, frecare și de alți factori, va duce inevitabil la o ajustare a calculelor în tranziția de la idealul la condițiile reale în care există sistemul în cauză.

Trecând ireversibil la un studiu profund și la o analiză profundă, ajungem la nevoia de a descrie matematic oscilațiile mecanice. Formulele acestui proces includ cantități precum amplitudinea (A), frecvența de oscilație (w), faza inițială (a). O funcție a dependenței deplasării (x) în timp (t) în forma clasică are forma

x = Acos (wt + a).

Merită de menționat, de asemenea, valoarea care caracterizează oscilațiile mecanice, numită perioada (T), care este determinată matematic ca fiind

T = 2pi- / w.

vibrații mecanice, în plus față de vizibilitatea descrierii non-mecanică a proceselor de ezitare natura, suntem interesați în unele dintre proprietățile pe care, atunci când sunt utilizate în mod corespunzător, poate oferi unele beneficii, iar dacă este lăsat nesupravegheat, - duce la probleme semnificative.

O atenție deosebită trebuie acordată fenomenului unui salt ascuțit în amplitudine la oscilații forțate, Când frecvența efectului forței motrice abordează frecvența oscilațiilor naturale ale corpului. Se numește rezonanță. Utilizat pe scară largă în electronică, în sistemele mecanice, fenomenul de rezonanță este în principal distructiv, trebuie luat în considerare la crearea celor mai diverse structuri și sisteme mecanice.

Următoarea manifestare a vibrațiilor mecanice este vibrația. Înfățișarea sa nu numai că poate provoca un anumit disconfort, dar poate aduce și apariția rezonanței. Dar, în afară de impactul negativ, vibrații locale cu intensitate scăzută a simptomelor poate influența favorabil de ansamblu asupra organismului uman, îmbunătățirea stării funcționale a sistemului nervos central, și chiar să accelereze vindecarea rănilor și altele asemenea.

Printre variantele de manifestare a oscilațiilor mecanice se poate distinge fenomenul de sunet, ultrasunete. Proprietățile utile ale acestor valuri mecanice și alte manifestări ale oscilațiilor mecanice sunt utilizate pe scară largă în cele mai diverse ramuri ale activității vieții umane.