Študirali smo oscilacije - fazo nihanj

Oscilatorni procesi - pomemben element sodobne znanosti in tehnologije, tako da so vedno pozoren na študij kot eden od "večnih" težav. Naloga vsakega znanja ni samo radovednost, temveč njegova uporaba v vsakdanjem življenju. In za to obstajajo novi tehnični sistemi in mehanizmi, ki se pojavljajo vsak dan. So na poti, ki prikazuje njeno bistvo, delaš nekaj dela, ali je bil določen, ohraniti možnost, pod določenimi pogoji, pojdite na stanje gibanja. In kaj je gibanje? Ne gre v džunglo, vzamemo najpreprostejšo razlago: spremembo materialni položaj telesa glede na kateri koli koordinatni sistem, ki se šteje za običajno fiksno.

Med velikim številom možnosti za gibanje posebnega pomena je nihajoče, za katero je značilno, da je sistem ponavlja spremembo njegovega izvora (ali fizikalnih veličin) v rednih časovnih presledkih - ciklov. Take oscilacije imenujemo periodična ali ciklična. Med njimi je ločen razred harmonične oscilacije, katerega značilna znamenja (hitrost, pospešek, položaj v prostoru, itd) spreminja sinusno pravočasno, t.j. s sinusoidno obliko. Izjemna lastnost harmoničnih oscilacij je, da njihova kombinacija predstavlja vse druge možnosti, vključno z in nonharmonic. Zelo pomemben koncept v fiziki je "fazo nihanja", kar pomeni, da je položaj nihajočega telesa posnetka v določenem času. Faza meri v kotnih enotah - radiana precej samovoljno, tako kot priročen način, da pojasni periodične procesov. Z drugimi besedami, faza določa vrednost trenutnega stanja oscilacijskega sistema. V nasprotnem primeru pa ne more - zaradi nihanja faza je argument funkcije, ki opisuje ta nihanja. Prava vrednost faze za gibanje vibracijsko značaja lahko navede koordinate, hitrost in druge fizikalne parametre, ki se razlikujejo sinusno, vendar skupna jim je odvisnost čas.

Dokazi, kakšna je faza vibracije, ni težko - to bi zahtevalo preprost mehanski sistem - nit, r dolgo, in visi na njej "materialnem" - bob. Mi popraviti niti v središču pravokotne koordinatnega sistema in prisiliti naše "nihalo" kul. Predpostavimo, da to prostovoljno stori s kotno hitrostjo w. Nato je v času t kot vrtenja obremenitve phi- = wt. Poleg tega je v tem izrazu začetna faza oscilacij v obliki kota phi-0 - položaj sistema pred začetkom gibanja. Tako se skupni kot rotacije, faza, izračuna iz razmerja phi- = wt + phi-0. Nato lahko izberemo izraz za harmonično funkcijo, to je projekcija koordinate obremenitve na osi X:

x = A * cos (wt + phi-0), kjer je A amplituda nihanja, v našem primeru enaka r - polmer filamenta.

Enako projekcija na osi Y bo zapisana takole:

y = A * sin (wt + phi-0).

Treba je razumeti, da faza oscilacije v tem primeru pomeni merilo rotacije "kota", temveč kotna meritev časa, ki izraža čas v enotah kota. V tem času se tovor spremeni v določen kot, ki ga je mogoče nedvoumno določiti, izhajajoč iz dejstva, da je kotna hitrost za ciklične vibracije w = 2 * pi- / T, pri čemer je T čas oscilacije. Zato, če čas ustreza rotacije 2pi- radianih, potem je del časovno obdobje lahko sorazmerno izraženo kot ulomek kota popolnega vrtenja 2pi-.

Oscilacije ne obstajajo sami - zvoki, svetloba, vibracije so vedno superpozicija, nalaganje, veliko število nihanj iz različnih virov. Seveda na rezultat nalaganja dveh ali več nihanj vplivajo njihovi parametri, vklj. in fazo nihanj. Formula za skupno nihanje je praviloma neharmonična in ima lahko zelo zapleteno obliko, vendar to naredi bolj zanimivo. Kot je navedeno zgoraj, lahko vse nesharmonične vibracije predstavljamo kot veliko število harmoničnih nihanj z različno amplitudo, frekvenco in fazo. V matematiki se ta operacija imenuje »razširitev funkcije v vrsti« in se v izračunih pogosto uporablja, na primer moč struktur in struktur. Osnova za takšne izračune je študija harmoničnih nihanj ob upoštevanju vseh parametrov, vključno s fazo.