Raziskujemo mehanska nihanja

Fizični svet okoli nas je poln gibanja. Pravzaprav je nemogoče najti vsaj eno fizično telo, ki bi se lahko štelo za počitek. Poleg enotno translacijskega rectilinearja gibanje, gibanje na kompleksni poti, gibu s pospeškom in drugimi, lahko opazujemo z lastnimi očmi ali izkusimo vpliv periodično ponavljajočih premikov materialnih predmetov.

Človek je že dolgo opazil značilne lastnosti in značilnosti vibracijskega gibanja in celo naučil uporabljati mehanska nihanja za svoje namene. Vsi procesi, ki se ponavljajo v času, lahko imenujemo oscilacije. Mehanske oscilacije so le del tega raznolikega sveta pojavov, ki se pojavljajo v skoraj enakih zakonih. Na jasnem primeru mehanskih ponavljajočih se gibov je mogoče izdelati osnovna pravila in določiti zakone, s katerimi se pojavljajo elektromagnetni, elektromehanski in drugi nihajni procesi.

Narava izvora mehanskih nihanj je v periodičnem preoblikovanju potencialne energije v kinetično energijo. Opišite primer, kako se transformacija energije pojavlja pri mehanskih vibracijah, je možno ob upoštevanju kroglice, ki je obešena na vzmet. V mirnem stanju je sila teže uravnotežena sila elastičnosti vzmeti. Vendar pa je smiselno, da se sistem vzpostavi iz stanja ravnovesja, s tem pa spodbudi gibanje proti ravnovesju, potencialna energija bo začel preoblikovanje v kinetično. In to, od trenutka prehoda kroglice z ničelno pozicijo, se bo začelo preoblikovati v potencial. Ta proces poteka, dokler se pogoji za obstoj sistema približujejo brezhibnemu.

Matematično idealno štejejo oscilacije, ki se pojavljajo po zakonu sinusne ali kosinusne. Takšni procesi se ponavadi imenujejo harmonične oscilacije. Idealni primer mehanskih harmonskih nihanj je gibanje nihala v absolutno brezzračni prostor, kadar ni vpliva sile trenja. Ampak to je povsem brezhiben primer, da bi to dosegli, kar je tehnično zelo problematično.

Mehanske vibracije, kljub njihovim trajanjem, prej ali slej preneha, in sistem zavzema položaj relativno ravnotežja. To se zgodi zaradi odpadkov energije za premagovanje zračnega upora, trenja in drugih dejavnikov, bo neizogibno vodilo k prilagoditvi izračunov pri prehodu iz ideala dejanskih razmer, v katerih se je zadevni sistem.

Nepovratno približujemo globoki študiji in analizi, prihaja do potrebe, da matematično opišemo mehanska nihanja. Formule tega postopka vključujejo take količine kot amplituda (A), frekvenca oscilacije (w), začetno fazo (a). Funkcija odvisnosti premika (x) od časa (t) v klasični obliki ima obliko

x = Acos (wt + a).

Pomembno je tudi omeniti vrednost, ki označuje mehanske nihanja, imenovano obdobje (T), ki je matematično določeno kot

T = 2pi / w.

Mehanske vibracije, poleg prepoznavnosti brez mehanskega opis procesov narave obotavljanja, smo zainteresirani za nekatere lastnosti, ki, če se uporablja pravilno, lahko zagotovijo nekaj koristi, in če ostanejo brez nadzora, - vodi do resnih težav.

Posebno pozornost je treba nameniti pojavu ostrega skoka amplitude pri prisilne nihanja, Ko pogostost učinka gonilne sile doseže frekvenco naravnih nihanj telesa. Imenuje se resonanca. V elektroniki, ki se v mehanskih sistemih uporablja v velikem obsegu, je pojav resonance predvsem destruktiven, zato ga je treba upoštevati pri ustvarjanju najrazličnejših mehanskih struktur in sistemov.

Naslednja manifestacija mehanskih vibracij je vibracija. Njegov videz ne more povzročiti samo neugodja, temveč tudi povzročiti nastanek resonance. Toda poleg negativnega učinka lahko lokalne vibracije z majhno intenziteto manifestacije ugodno vplivajo na človeško telo kot celoto, izboljšajo funkcionalno stanje centralnega živčnega sistema in celo pospešijo celjenje ran in podobno.

Med različicami manifestacije mehanskih nihanj lahko razlikujemo pojav zvoka, ultrazvok. Uporabne lastnosti teh mehanskih valov in druge manifestacije mehanskih nihanj se pogosto uporabljajo v najrazličnejših področjih človeške življenjske dejavnosti.