Fizikada ma'lum parametrlar bilan tavsiflangan turli xil tebranish turlari mavjud. Ularning asosiy farqlarini, turli omillar bo'yicha tasnifini ko'rib chiqing.
Asosiy ta'riflar
Fluktuatsiya ostida deganda harakatning asosiy xarakteristikalari muntazam intervallarda bir xil qiymatlarga ega boʻlgan jarayon tushuniladi.
Davriy tebranishlar - bu asosiy miqdorlarning qiymatlari muntazam oraliqlarda takrorlanadigan tebranishlar (tebranish davri).
Tebranish jarayonlarining xilma-xilligi
Fundamental fizikada mavjud boʻlgan asosiy tebranish turlarini koʻrib chiqaylik.
Erkin tebranishlar - bu tizimda dastlabki zarbadan keyin tashqi oʻzgaruvchan taʼsirlarga duchor boʻlmagan tebranishlar.
Erkin tebranish misoli matematik mayatnikdir.
Tizimda tashqi oʻzgaruvchan kuch taʼsirida yuzaga keladigan mexanik tebranishlarning turlari.
Tasniflash xususiyatlari
Jismoniy tabiatiga ko'ra tebranish harakatlarining quyidagi turlari ajratiladi:
- mexanik;
- termal;
- elektromagnit;
- aralash.
Atrof-muhit bilan oʻzaro taʼsir qilish variantiga koʻra
Atrof-muhit bilan oʻzaro taʼsirdagi tebranish turlari bir necha guruhlarga boʻlingan.
Majburiy tebranishlar tashqi davriy ta'sir ta'sirida tizimda paydo bo'ladi. Bunday tebranishlarga misol sifatida daraxtlardagi qo‘llar, barglarning harakatini ko‘rib chiqishimiz mumkin.
Majburiy garmonik tebranishlar uchun rezonans paydo bo'lishi mumkin, unda tashqi ta'sir va osilator chastotasining teng qiymatlari bilan amplitudaning keskin oshishi bilan.
Muvozanatdan chiqarilgandan keyin ichki kuchlar ta'sirida tizimdagi o'ziga xos tebranishlar. Erkin tebranishlarning eng oddiy varianti ipga osilgan yoki prujinaga biriktirilgan yukning harakatidir.
O'z-o'zidan tebranishlar - bu tizimda tebranishlarni amalga oshirish uchun ishlatiladigan ma'lum miqdordagi potentsial energiya mavjud bo'lgan turlar. Ularning ajralib turadigan xususiyati shundaki, amplituda boshlang'ich shartlar bilan emas, balki tizimning o'ziga xos xususiyatlari bilan tavsiflanadi.
Tasodifiy tebranishlar uchun tashqi yuk tasodifiy qiymatga ega.
Tebranish harakatining asosiy parametrlari
Barcha tebranish rejimlari alohida qayd etilishi kerak boʻlgan maʼlum xususiyatlarga ega.
Amplituda - muvozanat holatidan maksimal og'ish, o'zgaruvchan qiymatning og'ishi, u metrlarda o'lchanadi.
Davr - bir marta toʻliq aylanish vaqtiTizim xususiyatlarini takrorlaydigan, soniyalarda hisoblanadi.
Chastota vaqt birligidagi tebranishlar soni bilan aniqlanadi, u tebranish davriga teskari proportsionaldir.
Tebranish fazasi tizim holatini tavsiflaydi.
Garmonik tebranishlarning xarakteristikasi
Bunday turdagi tebranishlar kosinus yoki sinus qonuniga muvofiq sodir bo'ladi. Furye har qanday davriy tebranish ma'lum bir funktsiyani Furye qatoriga kengaytirish orqali garmonik o'zgarishlar yig'indisi sifatida ifodalanishi mumkinligini aniqlashga muvaffaq bo'ldi.
Misol sifatida, ma'lum bir davr va siklik chastotaga ega mayatnikni ko'rib chiqing.
Bu turdagi tebranishlar nima bilan tavsiflanadi? Fizika matematik mayatnikni ideallashtirilgan tizim deb hisoblaydi, u vaznsiz cho‘zilmaydigan ipga osilgan, tortishish kuchi ta’sirida tebranuvchi moddiy nuqtadan iborat.
Bunday turdagi tebranishlar ma'lum miqdorda energiyaga ega, ular tabiatda va texnologiyada keng tarqalgan.
Uzoq davom etgan tebranish harakati bilan uning massa markazining koordinatasi oʻzgaradi, oʻzgaruvchan tok bilan zanjirdagi oqim va kuchlanish qiymati oʻzgaradi.
Jismoniy tabiatiga koʻra har xil turdagi garmonik tebranishlar mavjud: elektromagnit, mexanik va hokazo.
Qoʻpol yoʻlda harakatlanayotgan transport vositasining tebranishi majburiy tebranish vazifasini bajaradi.
Majburiy va bepul oʻrtasidagi asosiy farqlartebranishlar
Bu turdagi elektromagnit tebranishlar fizik xususiyatlari bilan farqlanadi. O'rtacha qarshilik va ishqalanish kuchlarining mavjudligi erkin tebranishlarning so'nishiga olib keladi. Majburiy tebranishlarda energiya yo'qotishlari uning tashqi manbadan qo'shimcha ta'minoti bilan qoplanadi.
Prujka mayatnikining davri tananing massasi va prujinaning qattiqligi bilan bog'liq. Matematik mayatnik bo'lsa, u ipning uzunligiga bog'liq.
Ma'lum davr bilan siz tebranish tizimining tabiiy chastotasini hisoblashingiz mumkin.
Texnologiyada va tabiatda turli chastota qiymatlari bilan tebranishlar mavjud. Masalan, Sankt-Peterburgdagi Isaak soborida tebranuvchi mayatnik 0,05 Gts chastotaga ega, atomlar uchun esa bir necha million megaherts.
Ma'lum vaqtdan keyin erkin tebranishlarning susayishi kuzatiladi. Shuning uchun ham haqiqiy amaliyotda majburiy tebranishlardan foydalaniladi. Ular turli xil tebranish mashinalarida talabga ega. Vibratsiyali bolg'a - bu quvurlar, qoziqlar va boshqa metall konstruksiyalarni yerga haydash uchun mo'ljallangan zarba-vibratsiyali mashina.
Elektromagnit tebranishlar
Tebranish rejimlarining xarakteristikasi asosiy jismoniy parametrlarni tahlil qilishni o'z ichiga oladi: zaryad, kuchlanish, oqim kuchi. Elektromagnit tebranishlarni kuzatish uchun ishlatiladigan elementar tizim sifatida tebranish zanjiri hisoblanadi. U lasan va kondansatörni ketma-ket ulash orqali hosil bo'ladi.
Sxema yopilganda, bo'sh elektromagnitkondansatördagi elektr zaryadining davriy o'zgarishi va g' altakdagi oqim bilan bog'liq tebranishlar.
Ular erkindir, chunki ular bajarilganda tashqi ta'sir bo'lmaydi, faqat zanjirning o'zida saqlanadigan energiya ishlatiladi.
Agar g' altakning qarshiligini nolga teng deb hisoblasak va tebranish davrini T deb olsak, tizim tomonidan amalga oshirilgan bitta to'liq tebranishni ko'rib chiqishimiz mumkin.
Tashqi ta'sir bo'lmaganda, ma'lum vaqtdan keyin elektromagnit tebranishning susayishi kuzatiladi. Ushbu hodisaning sababi kondansatörning bosqichma-bosqich zaryadsizlanishi, shuningdek, bobinning qarshiligi bo'ladi.
Shuning uchun ham haqiqiy zanjirda sönümli tebranishlar yuzaga keladi. Kondensatorning zaryadini kamaytirish energiya qiymatining asl qiymatiga nisbatan pasayishiga olib keladi. Asta-sekin u ulanish simlari va lasanlarda issiqlik sifatida chiqariladi, kondansatör to'liq zaryadsizlanadi va elektromagnit tebranish tugallanadi.
Fan va texnologiyadagi tebranishlarning ahamiyati
Ma'lum darajada takrorlanishga ega bo'lgan har qanday harakatlar tebranishlardir. Masalan, matematik mayatnik dastlabki vertikal holatdan har ikki yo‘nalishda ham sistematik og‘ish bilan tavsiflanadi.
Prujkali mayatnik uchun bitta toʻliq burilish uning boshlangʻich holatidan yuqoriga va pastga harakatiga toʻgʻri keladi.
Sig'im va induktivlikka ega bo'lgan elektr zanjirida zaryadning takrorlanishi sodir bo'ladi.kondansatör plitalari. Tebranish harakatlarining sababi nima? Sarkac tortishish kuchi uni asl holatiga qaytarishiga sabab bo'lganligi sababli ishlaydi. Bahor modeli bo'lsa, xuddi shunday funktsiya bahorning elastik kuchi bilan amalga oshiriladi. Muvozanat holatidan o'tib, yuk ma'lum bir tezlikka ega, shuning uchun u inertsiya bilan o'rtacha holatdan o'tadi.
Elektr tebranishlarini zaryadlangan kondansatör plitalari orasidagi potentsiallar farqi bilan izohlash mumkin. To'liq zaryadsizlanganda ham tok yo'qolmaydi, qayta zaryadlanadi.
Zamonaviy texnologiya oʻzining tabiati, takrorlanish darajasi, tabiati, shuningdek, tashqi koʻrinish “mexanizmi” bilan sezilarli darajada farq qiluvchi tebranishlardan foydalanadi.
Mexanik tebranishlar cholgʻu torlari, dengiz toʻlqinlari, mayatnik yordamida amalga oshiriladi. Har xil o'zaro ta'sirlarni o'tkazishda reaktivlar konsentratsiyasining o'zgarishi bilan bog'liq kimyoviy tebranishlar hisobga olinadi.
Elektromagnit tebranishlar telefonlar, ultratovushli tibbiy asboblar kabi turli texnik qurilmalarni yaratishga imkon beradi.
Tsefeidlarning yorqinlik tebranishlari astrofizikada alohida qiziqish uyg'otadi va turli mamlakatlar olimlari ularni o'rganishmoqda.
Xulosa
Barcha turdagi tebranishlar juda ko'p sonli texnik jarayonlar va jismoniy hodisalar bilan chambarchas bog'liq. Ularning amaliy ahamiyati samolyotsozlik, kemasozlik, turar-joy majmualari qurilishi, elektrotexnika, radioelektronika, tibbiyot, fundamental fanda katta. Odatdagi tebranish jarayoniga misolfiziologiya yurak mushagining harakatiga yordam beradi. Mexanik tebranishlar organik va noorganik kimyo, meteorologiya va boshqa ko‘plab tabiiy fanlarda uchraydi.
Matematik mayatnikning birinchi tadqiqotlari XVII asrda amalga oshirilgan va XIX asrning oxiriga kelib olimlar elektromagnit tebranishlarning tabiatini aniqlashga muvaffaq bo'lishdi. Radioaloqaning “otasi” hisoblangan rus olimi Aleksandr Popov oʻz tajribalarini aynan elektromagnit tebranishlar nazariyasi, Tomson, Gyuygens, Reylilar tadqiqoti natijalari asosida olib borgan. U elektromagnit tebranishlarning amaliy qo'llanilishini topishga, ulardan radio signalini uzoq masofalarga uzatishda foydalanishga muvaffaq bo'ldi.
Akademik P. N. Lebedev ko'p yillar davomida o'zgaruvchan elektr maydonlari yordamida yuqori chastotali elektromagnit tebranishlarni ishlab chiqarish bilan bog'liq tajribalar o'tkazdi. Har xil turdagi tebranishlar bilan bog'liq ko'plab tajribalar tufayli olimlar ulardan zamonaviy fan va texnologiyada optimal foydalanish sohalarini topishga muvaffaq bo'lishdi.
