Betrieb Pendel – Schwingungsamplitude
Unter dem „ewigen“ in Ordnung „Schwankungen“ die Schule für Physik Programm ist vielleicht die nostalgisch – für ihn immer mit etwas warmen Traurigkeit erinnert. Es ist unwahrscheinlich, dass selbst jemand, wird das Thema unter Hinweis auf nicht sehen, die in der ersten Instanz, tick-tock, tik- so … Pendel – „Schwere“ des Gerätes aus dem Schrank der Physik. Doch „tickt“ Labor Pendel, aber seine klassischen mittelalterlichen Ansichten scheinen immer zu sagen, schaukeln, seine ewige Ticken, tik- so … „Denken Sie nicht an Sekunden.“ Die Aufgabe dieser unprätentiösen aussehenden Geräte – zeigen, dass es – Schwankungen.
Wir verstehen die Welt, und wir sehen, wie viel es bedeutet, um uns einfach und unkompliziert Handeln. Fluktuations – das Foucault – Pendel, und Stunden, und Strom, Radio, TV, Ton aus dem Lautsprecher und Lieblings mobilka – eine ganze Schar von Schwingungssysteme. Nun, dann lassen Sie uns daran erinnern, was in der Schule gelehrt wurde – die Amplitude der Schwingungen, Formeln, Graphen. Somit werden die Schwingungen … was ist das?
Alles, was uns umgibt, ist ein „Material Punkt“, die aus irgendeinem Grund nicht noch haben sitzen. In dem Chaos, genannt die Vielfalt Bewegung Schwingungen um den Prozess , durch den ein Material Punkt, wird manchmal das System genannt immer wieder in seine Gleichgewichtsposition , wenn sie von ihm oft abweicht. Der Betrag der maximalen Auslenkung aus dem Gleichgewichtspunkt ist die Schwingungsamplitude. Das beste Instrument , um die zu zeigen , mechanischen Schwingungen, ist natürlich gutes altes Pendel – Georgia (Kugel, Scheibe oder Stab), an einem Faden aufgehängt. Fix es nach wie vor – und hier ist der Gleichgewichtszustand. Nehmen Sie die Last auf die Seite und lassen, was Sie sehen? Das ist richtig, wird es seinen „Tick-Tack“ starten: Rückkehr in die Gleichgewichtslage ausgelenkt in der entgegengesetzten Richtung, und kehrt dann wieder in die Gleichgewichtslage. Wenn das Pendel nichts zu verhindern, dann ist er wieder unruhig zur Seite abgelenkt … und so kontinuierlich , bis aufgrund der Reibungskraft, es immer noch nicht aufhören.
Es ist einfach so passiert, dass jedes Objekt mit Masse, Größe und andere Merkmale, müssen eine Reihe von Funktionen enthalten, um dieses „Material Punkt“ eindeutig beschreiben werden kann, so dass sein Verhalten von der Interaktion mit der Umwelt war vorhersehbar, logisch und verständlich. Solche Eigenschaften sind Pendelschwingungsamplitude und Periode. Andere häufig verwendete Parameter – die Derivate des Originals, sie sind integraler Bestandteil von ihnen (Phase) oder das Ergebnis der weiteren Berechnungen (Frequenz).
Der nächste Schritt ist die Untersuchung der faszinierende Welt der Schwingungen – ein einfaches Experiment, um die Parameter unseres Objekts zu bestimmen – das Pendel. Pendelvorrichtung ist leichter zu nirgendwo – Garnkugel, der Punkt der Aufhängung. Wie die Amplitude der Schwingungen eines Pendels zu finden? Ja, so einfach, auf diese Erfahrung, wie sie sagen, und könnte die Küche tun. Alles ist leicht (in gewissen Grenzen). Das ursprüngliche Problem: Es ist ein Pendel von der Decke abgehängt – eine Metallscheibe auf dem Gewinde. Wir interessieren uns für den Wert der Scheibe Abweichungen von der Gleichgewichtslage. Bei stationären Pendeln machen an der Wand notiert Gleichgewichtspunkt oder auf einer Reihe hinter einem Papier Bildschirm. Schieben Sie die Disc. Das Pendel wird zu schwingen beginnen, und der Schatten der Scheibe wird Bahn auf dem Bildschirm „zeichnen“. Bewegen Sie den Stick (Sie können Bleistift) auf dem Bildschirm, so finden wir den letzten Punkt, wenn der Schatten der Schwingungen im äußersten Punkt unseren Index zu schließen, und eine Marke macht. Die Entfernung von dem Gleichgewichtspunkt auf der Markierung und der Amplitude der Schwingungen des Pendels. Es stimmt, es ist einfach? Und wer würde bezweifeln.
Natürlich ist es möglich , das Experiment mit elektronischen Schnickschnack Fotosensoren oder ein Laser verwenden , um „zu modernisieren“ , Entfernungsmesser zu einigen attraktiven Zahlen nach dem Komma zu messen, aber nichts kann ihr Wesen verändern – eine Messung die größte Abweichung des Pendels aus der Gleichgewichtslage ist, das heißt, gemessene Amplitude. Die Arbeit, die wir haben die Erfahrung auf einfache Weise ein „Geheimnis“ des Pendels zu entdecken – die Amplitude Schwingung nur von den Anfangsbedingungen abhängt, dh, in der Tat die Stärke des ersten Impulses, das schwingende System Gleichgewichts- oder Anfangsenergie kommuniziert, wenn das Pendel um einen bestimmten Winkel ausgelenkt wird aus seiner Gleichgewichtslage gebrochen hat.
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