პერიოდი.
პერიოდი თდროის მონაკვეთს, რომლის დროსაც სისტემა ერთ სრულ რხევას აკეთებს, ეწოდება:ნ- სრული რხევების რაოდენობა დროში ტ.
სიხშირე.
სიხშირე ν - რხევების რაოდენობა დროის ერთეულზე:სიხშირის ერთეულია 1 ჰერცი (Hz) = 1 s -1
ციკლური სიხშირე:
ჰარმონიული ვიბრაციის განტოლება:
x- სხეულის გადაადგილება პოზიციიდან. Xm- ამპლიტუდა, ანუ მაქსიმალური გადაადგილება, (ω ტ+ φ 0) არის რხევის ფაზა, Ψ 0 არის მისი საწყისი ფაზა.
სიჩქარე.
როდესაც φ 0 = 0:
აჩქარება.
როდესაც φ 0 = 0:
უფასო ვიბრაციები.
თავისუფალი ვიბრაციები არის ის, რაც ხდება მექანიკურ სისტემაში (ოსცილატორში) მისი წონასწორობის პოზიციიდან ერთი გადახრით, აქვს ბუნებრივი სიხშირე ω 0, რომელიც მითითებულია მხოლოდ სისტემის პარამეტრებით და დროთა განმავლობაში იშლება ხახუნის არსებობის გამო.მათემატიკური ქანქარა.
სიხშირე:
ლ- ქანქარის სიგრძე, გ- გრავიტაციის აჩქარება.
ქანქარას აქვს მაქსიმალური კინეტიკური ენერგია იმ მომენტში, როდესაც ის გადის წონასწორობის პოზიციას:
საგაზაფხულო ქანქარა.
სიხშირე:
კ- გაზაფხულის სიმტკიცე, მ- ტვირთის მასა.
ქანქარას აქვს მაქსიმალური პოტენციური ენერგია მაქსიმალური გადაადგილებისას:
იძულებითი ვიბრაციები.
იძულებითი რხევები არის ის, რაც ხდება ოსცილატორულ სისტემაში (ოსცილატორში) პერიოდულად ცვალებადი გარეგანი ძალის გავლენის ქვეშ.რეზონანსი.
რეზონანსი - ამპლიტუდის მკვეთრი მატება X m იძულებითი რხევები, როდესაც მამოძრავებელი ძალის ω სიხშირე ემთხვევა სისტემის ბუნებრივი რხევების ω 0 სიხშირეს.ტალღები.
ტალღები არის მატერიის (მექანიკური) ან ველების (ელექტრომაგნიტური) ვიბრაციები, რომლებიც დროთა განმავლობაში ვრცელდება სივრცეში.ტალღის სიჩქარე.
ტალღის გავრცელების სიჩქარე υ არის ვიბრაციის ენერგიის გადაცემის სიჩქარე. ამ შემთხვევაში, საშუალო ნაწილაკები წონასწორობის პოზიციის ირგვლივ ირხევიან, ვიდრე ტალღასთან ერთად მოძრაობენ.ტალღის სიგრძე.
ტალღის სიგრძე λ არის მანძილი, რომელზედაც რხევა ვრცელდება ერთ პერიოდში:ტალღის სიგრძის ერთეული არის 1 მეტრი (მ).
ტალღის სიხშირე:
ტალღის სიხშირის ერთეულია 1 ჰერცი (ჰც).
თუ ქარიან ამინდში ხორბლის ყანას შევხედავთ, დავინახავთ, რომ ის „აწუხებს“, რომ რაღაც მოძრაობს მის გასწვრივ. გაუგებარია რა, რადგან ღეროები ადგილზე რჩება. ისინი უბრალოდ იღუნებიან, სწორდებიან, ისევ იხრებიან და ა.შ. თუ ავიღებთ კაბელს და მის ერთ ბოლოს დავამაგრებთ, მეორეს კი რხევის მოძრაობაში დავაყენებთ, დავინახავთ, რომ ტალღა „გადის“ კაბელის გასწვრივ. თუ ქვას წყალში ჩავყრით, მაშინ წრეები შემოივლიან იმ ადგილს, სადაც ქვა ჩავარდა. ეს წრეებიც ტალღებია.
ტალღების წყარო არის ვიბრაცია. მცენარის ღეროები ირხევა, ქარისგან დეფორმირებული, წყლის ნაწილაკები ირხევა და ტვინის ბოლო რხევა. და ვიბრაციები, რომლებიც წარმოიქმნება ერთ ადგილას, გადაეცემა სხვა ნაწილაკებს. რასაც ჩვენ ტალღას ვუწოდებთ არის ვიბრაციების გავრცელება წერტილიდან წერტილამდე, ნაწილაკიდან ნაწილაკზე.
კაბელში ტალღის წარმოქმნის მოდელი შეიძლება იყოს მასის მქონე ბურთების ჯაჭვი, რომელთა შორისაც მოქმედებს დრეკადი ძალა. წარმოვიდგინოთ, რომ ბურთებს შორის არის პატარა ზამბარები.
ნება მიეცით ბურთი 1 აიწიოს და გაათავისუფლოს. ბურთთან დამაკავშირებელი ზამბარა დაიჭიმება და წარმოიქმნება ელასტიური ძალა, რომელიც მოქმედებს არა მხოლოდ 1-ლ ბურთზე, არამედ ბურთზე 2. შესაბამისად, ბურთი 2 დაიწყებს რხევას, რაც გამოიწვევს შემდეგი ზამბარის დეფორმაციას. ასე დაიწყებს რხევას და ბურთი 3 და ა.შ.
ვინაიდან ყველა ბურთულას აქვს ერთი და იგივე მასა და ელასტიური ძალა, ყველა ბურთი ირხევა - თითოეული თავისი წონასწორული პოზიციის გარშემო - იგივე პერიოდებით და იგივე ამპლიტუდებით. თუმცა, ყველა ბურთი ინერტულია (რადგან მათ აქვთ მასა), ამიტომ ბურთები ერთდროულად არ ირხევა, რადგან დრო სჭირდება მათი სიჩქარის შეცვლას. მაშასადამე, მე-2 წერტილი დაიწყებს რხევას 1-ზე გვიან, მე-3 მე-2-ზე გვიან, მე-4 მე-3-ზე გვიან და ა.შ.
თუ კაბელის რომელიმე წერტილს დავაკვირდებით, დავინახავთ, რომ თითოეული წერტილი რხევა ერთი და იგივე პერიოდით T. მიუხედავად იმისა, რომ კაბელის ყველა წერტილი რხევა ერთნაირი სიხშირით, ეს რხევები დროში „გადაადგილებულია“ ერთმანეთთან შედარებით. დროში ამ გადაადგილების გამო წარმოიქმნება ტალღა. მაგალითად, მე-2 წერტილის რხევები ჩამორჩება 1 წერტილის რხევებს მეოთხედი პერიოდის განმავლობაში . ხოლო მე-3 წერტილის რხევები ჩამორჩება მე-2 წერტილის რხევებს ერთი მთელი პერიოდი T. მნიშვნელოვანი დასკვნა შემდეგია: 2 და 3 პუნქტები ერთნაირად მოძრაობენ.
მანძილი ტალღის უახლოეს წერტილებს შორის, რომლებიც ერთნაირად მოძრაობენ, ეწოდება ტალღის სიგრძედა დანიშნულია λ .
Ისე, მექანიკური ტალღები - ეს არის მექანიკური ვიბრაციები, რომლებიც დროთა განმავლობაში ვრცელდება სივრცეში.
ტალღის სიჩქარე
დროში, რომელიც ტოლია ერთ პერიოდს T, საშუალო თითოეული წერტილი დასრულებულია ერთირხევა და, შესაბამისად, დაუბრუნდა იმავე პოზიციას. შესაბამისად, ტალღამ სივრცეში გადაინაცვლა ერთიტალღის სიგრძე. ამრიგად, თუ აღვნიშნავთ ტალღის გავრცელების სიჩქარეს υ , ჩვენ ვხვდებით, რომ ტალღის სიჩქარე
λ = υ თ
ვინაიდან T = 1/ ν , მაშინ მივიღებთ, რომ ტალღის სიჩქარე, ტალღის სიგრძე და ტალღის სიხშირე დაკავშირებულია მიმართებით
υ = λ ν
რას ატარებენ ტალღები?
ზემოთ მოყვანილ მაგალითებში ცხადია, რომ ნივთიერება არ მოძრაობს ტალღის გავრცელების მიმართულებით, იმათ. ტალღები არ ატარებენ მატერიას
.
თუმცა ტალღები ატარებენ ენერგიას:
ბოლოს და ბოლოს, ტალღა არის რხევა, რომელიც ვრცელდება სივრცეში და ნებისმიერ რხევას აქვს ენერგია.
რხევები- ეს არის ფიზიკური პროცესები, რომლებიც მეორდება ზუსტად ან დაახლოებით რეგულარული ინტერვალებით. თუ რხევითი პროცესი დროთა განმავლობაში სივრცეში ვრცელდება, მაშინ ვსაუბრობთ ტალღის გავრცელებაზე.
ვიბრაციული მოძრაობები ხშირად გვხვდება ბუნებასა და ტექნოლოგიაში: ვიბრირებენ ტყეში ხეები, მუსიკალური ინსტრუმენტების სიმები, ძრავის დგუშები, ვოკალური იოგები, გული და ა.შ. ოსცილატორული მოძრაობები ხდება ცხოვრებაში - მიწისძვრები, აჩრდილები და ნაკადები, შეკუმშვა და ჩვენი სამყაროს გაფართოება.
რხევები ყოველთვის ხდება სისტემებში, თუ ამ სისტემებს აქვთ სტაბილური წონასწორობის პოზიციები. წონასწორობის პოზიციიდან გადახრისას წარმოიქმნება „აღდგენის“ ძალა, რომელიც ცდილობს სისტემა დააბრუნოს წონასწორობის მდგომარეობაში. ვინაიდან სხეულები არსებითად ინერტულნი არიან, ისინი „გააჭარბებენ“ წონასწორობის მდგომარეობას და შემდეგ გადახრა ხდება საპირისპირო მიმართულებით. შემდეგ კი პროცესი იწყებს პერიოდულად გამეორებას.
ფიზიკური ბუნებიდან გამომდინარე განასხვავებენ მექანიკური და ელექტრომაგნიტური ვიბრაციები. თუმცა, რხევები და ტალღები, განურჩევლად მათი ბუნებისა, რაოდენობრივად აღწერილია იგივე განტოლებებით.
მექანიკური ვიბრაციები - ეს არის სხეულების მოძრაობები, რომლებშიც დროის თანაბარი ინტერვალებით მოძრავი სხეულის კოორდინატები, მისი სიჩქარე და აჩქარება იღებენ თავდაპირველ მნიშვნელობებს.
ვიბრაციის ძირითადი ტიპები
1. ხელმისაწვდომია
2. იძულებითი
3. თვითრხევები
უფასო ვიბრაციები
უფასო ვიბრაციები - ეს არის რხევები, რომლებიც ხდება სისტემაში შინაგანი ძალების გავლენის ქვეშ, მას შემდეგ, რაც სისტემა ამოღებულია წონასწორობის პოზიციიდან. ანუ, ასეთი რხევები ხდება მხოლოდ სისტემისთვის მინიჭებული ენერგიის რეზერვის გამო.
თავისუფალი ვიბრაციის წარმოქმნის პირობები:
1.
სისტემა ახლოს არის სტაბილური წონასწორობის პოზიციის მახლობლად (იმისათვის, რომ მოხდეს „აღდგენის“ ძალა);
2.
სისტემაში ხახუნი საკმაოდ დაბალი უნდა იყოს (წინააღმდეგ შემთხვევაში რხევები სწრაფად დაიღუპება ან საერთოდ არ მოხდება).
იძულებითი ვიბრაციები
იძულებითი ვიბრაციები - ეს არის ვიბრაციები, რომლებიც წარმოიქმნება გარე პერიოდულად ცვალებადი ძალების გავლენის ქვეშ.
განსხვავება თავისუფალი ვიბრაციისგან:
1.
იძულებითი რხევების სიხშირე ყოველთვის უდრის პერიოდული მამოძრავებელი ძალის სიხშირეს.
2.
იძულებითი რხევების ამპლიტუდა დროთა განმავლობაში არ მცირდება, მაშინაც კი, თუ სისტემაში არის ხახუნი. ვინაიდან მექანიკური ენერგიის დაკარგვა ავსებს გარე ძალების მუშაობის გამო.
თვითრხევები
თვითრხევები- ეს არის დაუცველი რხევები, რომლებიც შეიძლება არსებობდეს სისტემაში მასზე გარე პერიოდული ძალების გავლენის გარეშე. ასეთი რხევები არსებობს მუდმივი წყაროდან (რაც სისტემას აქვს) ენერგიის მიწოდების გამო და რეგულირდება თავად სისტემის მიერ.
თვითრხევადი სისტემებია: საათი ქანქარით, ელექტრო ზარი ამომრთველით, ჩვენი გული და ფილტვები და ა.შ.
თვითრხევების მახასიათებლები:
1.
თვითრხევების სიხშირე უდრის რხევის სისტემის თავისუფალი რხევების სიხშირეს და არ არის დამოკიდებული ენერგიის წყაროზე. (განსხვავება იძულებითი რხევებისგან).
2.
თვითრხევების ამპლიტუდა არ არის დამოკიდებული სისტემაზე გადაცემულ ენერგიაზე, არამედ დადგენილია თავად სისტემის მიერ. (განსხვავება თავისუფალი რხევებისგან).
ჰარმონიული ვიბრაციები
რხევებს, რომლებშიც გადაადგილება დამოკიდებულია დროზე კოსინუსის ან სინუსური კანონის მიხედვით, ჰარმონიული ეწოდება.
ჰარმონიული ვიბრაციის განტოლება
x = X max coωt
რხევითი მოძრაობების დამახასიათებელი რაოდენობები
Დიაპაზონი
რხევის ამპლიტუდა – სიდიდის მაქსიმალური მნიშვნელობა, რომელიც განიცდის რხევებს ჰარმონიული კანონის მიხედვით.
X max-ის ფიზიკური მნიშვნელობა არის სხეულის წონასწორობის პოზიციიდან სხეულის გადაადგილების მაქსიმალური მნიშვნელობა ჰარმონიული ვიბრაციების დროს.
პერიოდი და სიხშირე
ჰარმონიული პერიოდით– ეს არის ერთი სრული რხევის დრო, ანუ დროის მონაკვეთი, რომლის მეშვეობითაც მოძრაობა მთლიანად მეორდება.
პერიოდის ერთეული [ თ] = 1 წმ
რხევის სიხშირე ν არის სხეულის მიერ შესრულებული N სრული რხევების რაოდენობა ერთეულ დროში t.
სიხშირის ერთეული [ ν ] = 1 ჰც = 1/წმ
ციკლური სიხშირე
ციკლური რხევის სიხშირე ω არის 2-ში დასრულებული სრული რხევების რაოდენობა π წამი
ციკლური სიხშირის ერთეული [ ω ] = 1 რად/წმ
ჰარმონიული გრაფიკი
მაგალითი
ოსცილატორული მოძრაობანებისმიერ მოძრაობას ან მდგომარეობის ცვლილებას ეწოდება, რომელიც ხასიათდება ამა თუ იმ ხარისხით განმეორებადობის დროში იმ ფიზიკური სიდიდეების მნიშვნელობებით, რომლებიც განსაზღვრავენ ამ მოძრაობას ან მდგომარეობას. რხევები დამახასიათებელია ყველა ბუნებრივი მოვლენისთვის: ვარსკვლავების გამოსხივება პულსირებს; მზის სისტემის პლანეტები ბრუნავენ მაღალი ხარისხის პერიოდულობით; ქარები აღაგზნებს ვიბრაციას და ტალღებს წყლის ზედაპირზე; ნებისმიერი ცოცხალი ორგანიზმის შიგნით მუდმივად ხდება სხვადასხვა, რიტმულად განმეორებადი პროცესები, მაგალითად, ადამიანის გული საოცარი საიმედოობით სცემს.
რხევები გამოირჩევა ფიზიკაში მექანიკურიდა ელექტრომაგნიტური.ჰაერის სიმკვრივისა და წნევის მექანიკური რყევების გავრცელების გზით, რომელსაც ჩვენ აღვიქვამთ როგორც ხმას, ასევე ელექტრული და მაგნიტური ველების ძალიან სწრაფი რყევების საშუალებით, რომლებსაც ჩვენ აღვიქვამთ როგორც სინათლეს, ვიღებთ უამრავ პირდაპირ ინფორმაციას ჩვენს გარშემო არსებულ სამყაროზე. მექანიკაში რხევითი მოძრაობის მაგალითებია ქანქარების, სიმების, ხიდების და ა.შ.
რხევებს უწოდებენ პერიოდულითუ რხევების დროს ცვალებადი ფიზიკური სიდიდეების მნიშვნელობები მეორდება რეგულარული ინტერვალებით. პერიოდული რხევების უმარტივესი ტიპია ჰარმონიული რხევები. ჰარმონიული რხევები არის ის, რომლებშიც მერყევი რაოდენობა იცვლება დროთა განმავლობაში სინუსების (ან კოსინუსების) კანონის მიხედვით:
სადაც x არის გადაადგილება წონასწორობის პოზიციიდან;
A – რხევის ამპლიტუდა – მაქსიმალური გადაადგილება წონასწორული პოზიციიდან;
- ციკლური სიხშირე;
- რხევის საწყისი ფაზა;
- რხევის ფაზა; ის განსაზღვრავს გადაადგილებას დროის ნებისმიერ მომენტში, ე.ი. განსაზღვრავს რხევითი სისტემის მდგომარეობას.
A სიდიდის მკაცრად ჰარმონიული რხევების შემთხვევაში, 
და 
არ არის დამოკიდებული დროზე.
ციკლური სიხშირე 
ასოცირდება რხევების T პერიოდთან და სიხშირესთან 
თანაფარდობა:
(2)
პერიოდი თრხევები არის დროის უმოკლეს დრო, რომლის შემდეგაც მეორდება რხევების დამახასიათებელი ყველა ფიზიკური სიდიდის მნიშვნელობები.
სიხშირე 
რხევები არის დროის ერთეულზე შესრულებული სრული რხევების რაოდენობა, რომელიც იზომება ჰერცში (1 Hz = 1 
).
ციკლური სიხშირე 
რიცხობრივად უდრის 2-ში დასრულებული რხევების რაოდენობას 
წამი
რხევები, რომლებიც წარმოიქმნება სისტემაში, რომელიც არ ექვემდებარება ცვლადი გარე ძალების მოქმედებას, ამ სისტემის ნებისმიერი საწყისი გადახრის შედეგად სტაბილური წონასწორობის მდგომარეობიდან, ე.წ. უფასო(ან თქვენი საკუთარი).
თუ სისტემა კონსერვატიულია, მაშინ რხევების დროს ენერგიის გაფანტვა არ ხდება. ამ შემთხვევაში თავისუფალ ვიბრაციას უწოდებენ დაუცველი.
სიჩქარე 
ჩვენ განვსაზღვრავთ წერტილის რხევებს, როგორც დროში გადაადგილების წარმოებულს:
(3)
აჩქარება 
რხევის წერტილი უდრის სიჩქარის წარმოებულს დროის მიმართ:
(4)
განტოლება (4) აჩვენებს, რომ ჰარმონიული რხევების დროს აჩქარება ცვალებადია, შესაბამისად, რხევა გამოწვეულია ცვლადი ძალის მოქმედებით.
ნიუტონის მეორე კანონი საშუალებას გვაძლევს დავწეროთ ზოგად ტერმინებში კავშირი ძალასა და აჩქარებას შორის 
მასის მქონე მატერიალური წერტილის მართკუთხა ჰარმონიული რხევებისთვის 
:
სად 
,
(6)
k – ელასტიურობის კოეფიციენტი.
ამრიგად, ჰარმონიული ვიბრაციების გამომწვევი ძალა გადაადგილების პროპორციულია და მიმართულია გადაადგილების წინააღმდეგ. ამასთან დაკავშირებით შეგვიძლია მივცეთ ჰარმონიული რხევის დინამიური განმარტება: ჰარმონიული არის რხევა, რომელიც გამოწვეულია x-ის გადაადგილების პირდაპირპროპორციული ძალით და მიმართულია გადაადგილების წინააღმდეგ.
აღდგენის ძალა შეიძლება იყოს, მაგალითად, ელასტიური ძალა. ძალებს, რომლებსაც აქვთ ელასტიური ძალებისგან განსხვავებული ბუნება, მაგრამ ასევე აკმაყოფილებენ პირობას (5), ეწოდება კვაზი-ელასტიური.
x ღერძის გასწვრივ მართკუთხა რხევების შემთხვევაში აჩქარება 
უდრის:
.
ამ გამოთქმის ჩანაცვლება აჩქარებით 
და ძალაუფლების მნიშვნელობა 
ნიუტონის მეორე კანონში მივიღებთ მართკუთხა ჰარმონიული რხევების ძირითადი განტოლება:
ან 
(7)
ამ განტოლების ამონახსნი არის განტოლება (1).
მოსკოვის No283 სკოლა
ᲐᲑᲡᲢᲠᲐᲥᲢᲣᲚᲘ:
ფიზიკაში
"ვიბრაციები და ტალღები"
დასრულებული:
მოსწავლე 9 „ბ“ 283 სკოლა
გრაჩ ევგენი.
ფიზიკის მასწავლებელი:
შარიშევა
სვეტლანა
ვლადიმეროვნა
შესავალი. 3
1. რხევები. 4
პერიოდული მოძრაობა 4
უფასო საქანელა 4
· ქანქარა. მისი რხევების კინემატიკა 4
· ჰარმონიული რხევა. სიხშირე 5
· ჰარმონიული რხევების დინამიკა 6
· ენერგიის გარდაქმნა თავისუფალი ვიბრაციის დროს 6
· პერიოდი 7
8 ფაზის ცვლა
· იძულებითი ვიბრაციები 8
· რეზონანსი 8
2. ტალღები. 9
· განივი ტალღები სადენში 9
გრძივი ტალღები ჰაერის სვეტში 10
ხმის ვიბრაცია 11
· მუსიკალური ტონი. მოცულობა და სიმაღლე 11
აკუსტიკური რეზონანსი 12
· ტალღები სითხის ზედაპირზე 13
· ტალღის გავრცელების სიჩქარე 14
ტალღის ასახვა 15
ენერგიის გადაცემა ტალღებით 16
3. განაცხადი 17
აკუსტიკური დინამიკი და მიკროფონი 17
· ექო ხმოვანი 17
· ულტრაბგერითი დიაგნოსტიკა 18
4. ამოცანების მაგალითები ფიზიკაში 18
5. დასკვნა 21
6. ცნობარი 22
შესავალი
რხევები არის პროცესები, რომლებიც განსხვავდება განმეორებადობის სხვადასხვა ხარისხით. განმეორებადობის ამ თვისებას ფლობს, მაგალითად, საათის ქანქარის რხევა, სტრიქონის ან ფეხების ვიბრაცია, რადიო მიმღების წრეში კონდენსატორის ფირფიტებს შორის ძაბვა და ა.შ.
განმეორებითი პროცესის ფიზიკური ხასიათიდან გამომდინარე, განასხვავებენ ვიბრაციას: მექანიკურ, ელექტრომაგნიტურს, ელექტრომექანიკურს და ა.შ. ამ აბსტრაქტში განხილულია მექანიკური ვიბრაციები.
ფიზიკის ეს ფილიალი არის გასაღები კითხვაზე "რატომ იშლება ხიდები?" (იხილეთ გვერდი 8)
ამავდროულად, რხევითი პროცესები დევს ტექნოლოგიის სხვადასხვა დარგის საფუძველს.
მაგალითად, ყველა რადიო ტექნოლოგია და განსაკუთრებით აკუსტიკური დინამიკი ეფუძნება რხევის პროცესებს (იხ. გვერდი 17)
აბსტრაქტულის შესახებ
ნარკვევის პირველ ნაწილში („ვიბრაციები“ გვ. 4-9) დეტალურად არის აღწერილი რა არის მექანიკური ვიბრაციები, რა სახის მექანიკური ვიბრაციები არსებობს, რაოდენობები, რომლებიც ახასიათებს ვიბრაციას და ასევე რა არის რეზონანსი.
ესეს მეორე ნაწილში („ტალღები“ გვ. 9-16) საუბარია იმაზე, თუ რა არის ტალღები, როგორ წარმოიქმნება, რა არის ტალღები, რა არის ბგერა, მისი მახასიათებლები, რა სიჩქარით მოძრაობს ტალღები, როგორ აირეკლება და რა ენერგია. გადადის ტალღებით.
ესეს მესამე ნაწილი („აპლიკაცია“ გვ. 17-18) საუბრობს იმაზე, თუ რატომ უნდა ვიცოდეთ ეს ყველაფერი და სად გამოიყენება მექანიკური ვიბრაციები და ტალღები ტექნოლოგიასა და ყოველდღიურ ცხოვრებაში.
რეფერატის მეოთხე ნაწილში (გვ. 18-20) მოცემულია ამ თემაზე ფიზიკის ამოცანების რამდენიმე მაგალითი.
აბსტრაქტი სრულდება ყველა ნათქვამის სწრაფი შეჯამებით („დასკვნა“ გვ. 21) და მითითებების სიით (გვ. 22)
რხევები.
პერიოდული მოძრაობა.
ჩვენს ირგვლივ მომხდარ ყველა სხვადასხვა მექანიკურ მოძრაობას შორის ხშირად გვხვდება განმეორებადი მოძრაობები. ნებისმიერი ერთიანი ბრუნვა არის განმეორებითი მოძრაობა: ყოველი შემობრუნებისას, თანაბრად მბრუნავი სხეულის ყველა წერტილი გადის იმავე პოზიციებზე, როგორც წინა რევოლუციის დროს, იმავე თანმიმდევრობით და იმავე სიჩქარით.
სინამდვილეში, გამეორება ყოველთვის და არა ყველა პირობებში ზუსტად ერთნაირია. ზოგიერთ შემთხვევაში, ყოველი ახალი ციკლი ძალიან ზუსტად იმეორებს წინას, ზოგ შემთხვევაში შეიძლება შესამჩნევი იყოს განსხვავება თანმიმდევრულ ციკლებს შორის. აბსოლუტურად ზუსტი გამეორებიდან გადახრები ძალიან ხშირად იმდენად მცირეა, რომ მათი უგულებელყოფა და მოძრაობა საკმაოდ ზუსტად განმეორებად შეიძლება ჩაითვალოს, ე.ი. პერიოდულად ჩათვალეთ.
პერიოდული მოძრაობა არის განმეორებითი მოძრაობა, რომელშიც თითოეული ციკლი ზუსტად ამრავლებს ყველა მეორე ციკლს.
ერთი ციკლის ხანგრძლივობას პერიოდს უწოდებენ. ცხადია, ერთიანი ბრუნვის პერიოდი უდრის ერთი რევოლუციის ხანგრძლივობას.
უფასო ვიბრაციები.
ბუნებაში და განსაკუთრებით ტექნოლოგიაში უაღრესად მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ რხევითი სისტემები, ე.ი. ის სხეულები და მოწყობილობები, რომლებსაც თავად შეუძლიათ პერიოდული მოძრაობების შესრულება. „თავისთავად“ - ეს ნიშნავს, რომ არ აიძულოთ ამის გაკეთება პერიოდული გარე ძალების მოქმედებით. ამიტომ ასეთ რხევებს თავისუფალ რხევებს უწოდებენ, განსხვავებით იძულებითი რხევებისგან, რომლებიც ხდება პერიოდულად ცვალებადი გარე ძალების გავლენის ქვეშ.
ყველა ოსცილატორულ სისტემას აქვს რამდენიმე საერთო თვისება:
1. თითოეულ ოსცილატორულ სისტემას აქვს სტაბილური წონასწორობის მდგომარეობა.
2. თუ რხევითი სისტემა ამოღებულია სტაბილური წონასწორობის მდგომარეობიდან, მაშინ ჩნდება ძალა, რომელიც აბრუნებს სისტემას სტაბილურ მდგომარეობაში.
3. სტაბილურ მდგომარეობაში დაბრუნების შემდეგ, რხევადი სხეული მაშინვე ვერ ჩერდება.
ქანქარა; მისი რხევების კინემატიკა.
ქანქარა არის ნებისმიერი სხეული, რომელიც შეჩერებულია ისე, რომ მისი სიმძიმის ცენტრი დაკიდების წერტილის ქვემოთ იყოს. ლურსმანზე ჩამოკიდებული ჩაქუჩი, სასწორი, წონა თოკზე - ეს ყველაფერი რხევითი სისტემებია, კედლის საათის ქანქარის მსგავსი.
ნებისმიერ სისტემას, რომელსაც შეუძლია თავისუფალი რხევები, აქვს სტაბილური წონასწორობის პოზიცია. ქანქარისთვის ეს არის პოზიცია, რომელშიც სიმძიმის ცენტრი ვერტიკალურად არის დაკიდების წერტილის ქვემოთ. თუ ქანქარას ამ პოზიციიდან ამოვიღებთ ან ვაძვრებით, მაშინ ის დაიწყებს რხევას, გადაიხრება ჯერ ერთი მიმართულებით, შემდეგ მეორე მიმართულებით წონასწორული პოზიციიდან. ყველაზე დიდ გადახრას წონასწორობის პოზიციიდან, რომელსაც აღწევს ქანქარა, ეწოდება რხევების ამპლიტუდა. ამპლიტუდა განისაზღვრება საწყისი გადახრით ან ბიძგით, რომლითაც ქანქარა მოძრაობდა. ეს თვისება - ამპლიტუდის დამოკიდებულება მოძრაობის დასაწყისში არსებულ პირობებზე - დამახასიათებელია არა მხოლოდ ქანქარის თავისუფალი რხევებისთვის, არამედ ზოგადად მრავალი რხევადი სისტემის თავისუფალი რხევებისთვის.
ქანქარას მივამაგროთ თმა და ამ თმის ქვეშ გადავიტანოთ შებოლილი მინის ფირფიტა. თუ ფირფიტას მუდმივი სიჩქარით ამოძრავებთ ვიბრაციის სიბრტყის პერპენდიკულარული მიმართულებით, თმა ფირფიტაზე ტალღოვან ხაზს დახატავს. ამ ექსპერიმენტში ჩვენ გვაქვს მარტივი ოსცილოსკოპი - ასე ეწოდება ვიბრაციების ჩამწერ ინსტრუმენტებს. ამრიგად, ტალღოვანი ხაზი წარმოადგენს ქანქარის რხევების ოსცილოგრამას.
