Wy ûndersykje in pendulum - de amplitude fan oscillaasjes

Under de "ivige" ûnderwerpen fan 'e skoalle-kurrikulum oer de natuerkunde, is de paragraaf fan "ferwidering" miskien de meast nostalgysk - dat is altyd oanwêzich mei in soarte fan waarme fertriet. Koartsein minstens minstens, it tinken oan dit ûnderwerp, sjocht net, yn it foarste plak, in tick-tick, tick ... pendulum - it "serieuze" apparaat fan 'e natuerkamer. Wier, laboratorium pendulums "tekenje" net, mar har klassike midsieuske útstrieling wurdt altyd sein, swier, har ivige klikke - sjoch, klikje ... "tinke net sa sekonden nei ûnderen". En de opdracht foar dizze untprinteare apparaten is dúdlik te lêzen wat it is - fluktuaasjes.

Wy kenne de wrâld en sjoch hoefolle sokke ienfâldige en ûnbedienbere aksje om ús hinne betsjut. Fluctuation - dy Foucault pendule, en oeren, en elektrisiteit, radio, tv, lûd út 'e lûdsprekker en favorite mobilka - in hiele mannichte fan oscillatory systemen. No, goed, tink oan wat yn 'e skoalle leard wie - de amplitude fan oscillaasjes, formules, grafiken. Dus, de wifkjen ... en wat is it?

Alles wat ús omgiet is "materiaalpunten", dy't, fan guon reden, net altyd sit. Yn de gaos, it ferskaat beweging trillingen neamd it proses dêr't in materiaal punt, wurdt soms neamd it systeem altyd jout oan syn lykwicht posysje as it ôfwykt fan it protte kearen. Yn dit gefal wurdt de gruttens fan 'e maksimale ôfwiking fan' e lykweardich punt de amplitude fan de oscillaasjes neamd. De bêste ynstrumint omtinken oan de meganyske trillingen, fansels, is goed âlde pendule - Georgje (bal, disc of roede), ophong oan in siden triedsje. Fix it mooglike - en hjir is de steat fan balâns. Nim de lêst ôfslach en ferlitte wat jo sjogge? Korrekt sil hy syn "tick-to-do" begjinne: werom nei 'e lykwearbele posysje, ôfwike nei de oare kant, dan wer werom nei de lykweardige posysje. As de slinger is neat te kommen, dan is er ûnrêstich wer tsjin oan 'e kant ... en sa ûnûnderbrutsen oant, fanwege de frictional krêft, dat noch net ophâlde.

It barde dan sa dat alle objekten dy't massa, ôfmjittingen en oare ûnderskate eigenskippen hawwe hawwe befettet in set fan karakteristiken dy't it "materiaal punt" eanglik beskriuwe kinne, sadat syn gedrach fan ynteraksje mei it miljeu foarsjoen wurde kin, logysk en begryplik. Dizze eigenskippen fan it pendulum binne de amplitude fan de oscillaasjes en de perioade. Oare brûkte parameters binne ôflaat fan 'e oarspronklike, se binne har organyske diel (faze) of it resultaat fan ekstra berekkeningen (frekwinsje).

De folgjende stap yn it ûndersyk fan 'e faszinating wrâld fan oscillaasjes is it ienfâldichste eksperimint om de parameters fan ús objekt te bepalen - it pendulum. It apparaat fan 'e pendulum is nauwer ienfâldiger, knip, punt fan ophinging. En hoe't de amplitude fan oscillaasjes fan sa'n pendulum te finen is? It is sa ienfâldich dat sa'n ûnderfining, lykas se sizze, en yn 'e keuken kinne dien wurde. Alles is maklik (binnen beskate limiten). De earste taak: der is in pendulum útstutsen fan it plafond - in metaaldisk op 'e knip. Wy binne ynteressearre yn it bedrach fan ôfwaging fan 'e skiif út' e lykweardige posysje. Mei it fêste pendule markearje wy it lykweardich punt op 'e muorre, of op it eftergrûn dêrfan ynstalleare. Stap de skiif. It pendulum sil begjinne om te oszillearjen, en it skaad fan 'e disc sil "de trajectory" op it skerm meitsje. Ferpleats de stêf (jo kinne pensjoen) op it skerm fine, fine wy it lêste punt, as it skaad mei oscillaasjes op it heule punt slút ús pointer en meitsje in mark. De ôfstân fan it lykweardich punt nei de tekens sil de amplitude fan de oscillaasjes fan it pendulum wêze. Is it net dreech? En wa soe twifel wêze.

Fansels is it mooglik om "modernisearjen" it eksperimint mei elektroanyske toeters en bellen foto sensoren of brûk in laser ôfstân meter, om te mjitten oant inkele oantreklike sifers efter it desimaal punt, mar neat kin feroarje har wêzen - in mjitting is de grutste ôfwiking fan de slinger út de lykwicht posysje, ie, De amplitude wurdt mjitten. Yn it eksperimint dat wy dien hawwe, is it maklik om ien "geheim" fan 'e pendulum te finen - syn amplitude hinget allinich ôf fan' e begjinstikken, d. In feite fan 'e krêft fan' e earste skeakel dy't de steat fan lykwichtigens, of de earste enerzjy fan 'e oscillatorsysteem ferwurde, as it pendulum troch in oantal hoeken fan' e lykweardige posysje ôflutsen wurdt.