Amplitude van ossillasie: 11 volledige vinnige feite

Die gereelde verandering van die fisiese hoeveelheid rondom die sentrale punte staan ​​bekend as ossillasie. Die toestand word tussen twee uiterste punte verander.

Die maksimum verplasing van die ossillasie vanaf die gemiddelde posisie na weerskante van punte staan ​​bekend as die amplitude van ossillasie. Dit word ook aangegee as die grootte van verandering van ossillerende hoeveelheid.

Die konstante heen-en-weer beweging van enige veranderlike of voorwerp tussen twee vaste punte staan ​​bekend as ossillasie. Die piekwaarde of verplasing wat die ossillerende voorwerp bereik, staan ​​bekend as sy amplitude. Die slinger, vere, kitaarsnare is almal voorbeelde van ossillasie. In die figuur hierbo, beweeg die bal van punt O na punt A en dan daarvandaan na punt O en dan na B. By die berekening van die lengte tussen O en A of O en B kry ons die amplitude van die ossillasie.

Amplitude van ossillasie formule

Die amplitude van ossillasie word voorgestel as A. Vir die volle reeks ossillasie word die grootte as 2A afgelei. Aangesien ossillasie 'n periodieke funksie is, word die golfvergelyking daarvan voorgestel as 'n sinus- of cosinusfunksie. Die formule vir die amplitude van die ossillasie is; 

x = A sin ωt

or

x = A cos ωt

x is die verplasing van die deeltjie

A is die maksimum amplitude

ω is die hoekfrekwensie

t is die tydinterval

Φ is faseverskuiwing

Frekwensie van ossillasie-eenhede

Die frekwensie gee jou die kennis van ossillasies wat per eenheid sekonde gemaak word. Dit word ook aangegee as die siklus wat in 1 sekonde voltooi is. Een siklus beteken een volledige ossillasie.

Die frekwensie word voorgestel as f. Die verband tussen die frekwensie en tydperk word gegee as;

f = 1/T

f is die frekwensie en T is die tydperk van die ossillasie.

Die SI-eenheid van frekwensie word gegee as;

f = 1 siklus / 1 sekonde

Daarom is die eenheid van frekwensie Hertz, Hz.

Amplitude van ossillasieveer

Die beweging van 'n veer is 'n voorbeeld van ossillasie. Wanneer ons die veer druk of trek, kom dit aanhoudend in beweging. Hierdie tipe aaneenlopende beweging staan ​​bekend as eenvoudige harmoniese beweging.

Die veer kan in twee rangskikkings wees;

Vertikale stelsel

Image Credit: MikeRunVertikale-massa-op-veer-2,

Hier soos in die figuur getoon, is die tou op 'n punt vasgemaak en hang vertikaal. Wanneer die vrag aan die veer hang, strek dit tot die lengte y en begin dan ossilleer. Die figuur toon die maksimum en minimum verplasing as +A en -A.

Die hoekfrekwensie word gegee as:

t = k/m

Waar;

t = 2f

Die oplossingsvergelyking van die veerossillasie is:

x = A sin ωt

Horisontale stelsel

Image Credit: MikeRunHorisontale-massa-op-lenteCC BY-SA 4.0

Die amplitude van enige soort eenvoudige harmoniese beweging gebruik die gegewe vergelyking;

x = A sin ωt

Die energie verander op elke punt tussen kineties en potensiaal energie. Die totale energie bly altyd konstant. Daarom kry ons;

Etotale = U + k

Die posisie en snelheidsvergelyking van die ossillasie word gedefinieer as;

x = A cos ωt

Deur die trigonometriese identiteit te gebruik:

cos2 + sonde2 = 1

en

ω2 = k/m

Ons kry:

Etotale = 1/2 KA2

Hierdie vergelyking verteenwoordig die verband tussen die totale energie van die veerstelsel en die amplitude. Daarom word die gegewe vergelyking gebruik om die amplitude van veerossillasie te bereken.

Amplitude van ossillasie pendulum

Image krediet: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Simple_pendulum_height.svg

'n Pendulum is 'n klein bob wat aan 'n draad vasgemaak is. Dit swaai om ossillasie te genereer. Die amplitude van pendulum-ossillasie word gemeet as die maksimum verplasing wat 'n bob dek vanaf die sentrale posisie. Die sentrale posisie is die aanvanklike posisie van die bob wanneer dit in die rusposisie is. Sommige verwys hierna as oorsprong of ewewig posisie. Die pendulum beweeg heen en weer vanaf hierdie punt. Die grootste afstand wat die bob aan weerskante dek, is sy "amplitude". Aan beide kante bly die amplitude dieselfde. Byvoorbeeld, as 'n bob 3 cm aan die linkerkant bedek, sal dit in dieselfde mate aan die regterkant verskuif.

Amplitude van ossillasie-eenhede

Die ampitude is die maksimum lengte wat 'n deeltjie dek vanaf sy ewewigsposisie. Aangesien amplitude 'n afstand is wat afgelê word, is die eenheid dus 'n meter wat 'm' is. Die meter is die standaard eenheid van amplitude, maar ander eenhede word ook gebruik. Kilometer km', sentimeter cm,' en millimeter mm' is 'n paar ander eenhede.

Amplitude van ossillasie van eenvoudige pendulum

Die eenvoudige slinger is 'n spesifieke soort slinger waarvan die bob se grootte baie kleiner is as die afstand van die voorwerp se swaartepunt en ophangpunt. Die amplitude van die eenvoudige pendulum het geen effek op die tydperk nie. Met die toename in amplitude neem die herstelkrag ook toe, wat die effek kanselleer.

As ons die ossillasie van eenvoudige slinger met die eenvormige sirkelbeweging vergelyk, kry ons die volgende oplossingsvergelyking;

x = A cos ωt

x vir oombliklike verplasing

ω is die hoekfrekwensie

t is vir tydintervalle.

Hierdie vergelyking word gebruik wanneer die beginpunt van die pendulum-ossillasie as die uiterste punt geneem word. In die geval dat die ossillasie vanaf die gemiddelde posisie begin, word die vergelyking;

x = A sin ωt

Amplitude van ossillasiediagram

Ossillasie is 'n eenvoudige harmoniese beweging waarvan die vergelyking voorgestel kan word as 'n funksie van sinus en cosinus. Daarom word sy diagram as 'n golfgrafiek uitgebeeld.

Beeldkrediet: anoniem, Eenvoudige harmoniese bewegingCC BY-SA 3.0

As 'n ossillerende veranderlike gereelde heen-en-weer beweging ondergaan, gee die piekwaarde wat die deeltjie verplaas die amplitude van die veranderlike aan. Vir alle soorte diagramme bly die amplitude dieselfde: die maksimum verplasing van golwe.

Amplitude van ossillasie van 'n deeltjie

Die absolute lengte van vibrasie of verplasing van 'n sinusvormige ossillasie vanaf die ewewigsposisie is sy amplitude. Dit is die maksimum grootte van 'n periodiek wisselende deeltjie. Die verskil van enige fisiese deeltjie van sy uiterste posisie en gemiddelde posisie bepaal sy amplitude.

Dit vertel ons eenvoudig die grootte van die deeltjie-ossillasie. Die formule vir sinusvormige ossillasies is;

y = A sin ωt

waar | A | is die absolute waarde van A.

Die amplitudeveranderlike verteenwoordig 'n sinusvormige ossillasie. Dit verskaf die defleksie van 'n deeltjie vanaf sy gemiddelde punt na 'n positiewe of negatiewe waarde. Die partikelverplasing is partikelamplitude. 'n Transversale golf kan beskryf word met sy onderskeie amplitude. Elke deeltjiefrekwensie, soos 'n tou, slinger en veer, het 'n amplitude.

Hoe om amplitude van ossillasie te vind

Om die amplitude van ossillasie te vind, is die algemene formule wat gebruik word;

x = A sin ωt + Φ

waar,

x is die verplasing van die deeltjie

A is die maksimum amplitude

ω is die hoekfrekwensie

t is die tydinterval

Φ is 'n faseverskuiwing.

Byvoorbeeld, 'n slinger swaai met hoekspoed = π radiale en faseverskuiwing = 0. Dan is die amplitude van die slinger, wat 14 cm in 8.50 sekondes dek;

x = A sin ωt + Φ = A sint (0.14*0.85) + 0 = 146 cm

Dan kan die amplitude maklik gevind word deur die vergelyking te ondersoek. In hierdie geval is die amplitude 6.

Amplitude Van Ossillasie

Die volgende geval is wanneer die grafiek van die ossillasie verskaf word. Hier kan ons die maksimum verplasing van die golf aan weerskante sien. Die amplitude is dus 5.

Frekwensie van ossillasie van 'n veermassa-stelsel

In die bogenoemde veermassa-stelsel verskuif die veer na die afstand y by die byvoeging van die las en die ossillasie rek dit na 'n verdere x-posisie.

Volgens Hooke se wet.

F=ky

Uit die diagram kan ons dit sien

W = mg = ky

Uit die vryliggaamdiagram kan ons sien dat gewig afwaarts optree. Traagheidskrag wat ma is, werk opwaarts en herstelkrag wat k(x+y) is, werk ook opwaarts.

Ons sal kry:

ma + k (x+y) – W = 0

Ons weet dat W= ky, vandaar kry ons:

ma + kx = 0

Deel deur m:

a + k/mx = 0

As ons dit vergelyk met die SHM-vergelyking kry ons:

f = 1/2 k/m

Dit is die frekwensie van die veermassa-stelselossillasie. 

Kwelvrae (FAQs)

Wat is ossillasie?

Die ossillasie vind plaas in elke area van fisika en die daaglikse lewe.

Die ossillasie is die herhalende te en terug beweging van 'n deeltjie, voorwerp of hoeveelheid in tyd. Die ossillerende deeltjies beweeg om die gemiddelde posisie na die uiterste punte aan weerskante. Eenvoudige slinger, veer, speelgrondswaaie is almal voorbeelde van ossillasie.

Hoe verskil ossillasie en periodieke beweging?

Die beweging kan van twee tipes ossillasie of periodieke beweging wees.

Die periodieke beweging is die gereelde beweging van 'n deeltjie met gereelde tussenposes. Terselfdertyd is ossillasie net die heen-en-weer beweging van 'n vibrerende voorwerp. Elke ossillerende beweging is periodiek, maar die omgekeerde hoef nie waar te wees nie. Die aarde draai om die son, wat 'n periodieke funksie is aangesien dit homself na 'n vasgestelde tyd aanhou herhaal. 'n Swaai is 'n ossillerende voorwerp.

Wat is die amplitude van ossillasie?

Die herhalende beweging van 'n deeltjie staan ​​bekend as ossillasie.

Die mate waarin 'n deeltjie kan verplaas, is sy amplitude. Die verplasing word gemeet vanaf die gemiddelde posisie na weerskante van die uiterste posisie. 'A' verteenwoordig die amplitude van ossillasie, en sy standaardeenheid is meter.

Is ossillasie 'n eenvoudige harmoniese beweging?

Die beweging wat eweredig is aan die verplasing en onder die effek van vertraagde krag staan ​​bekend as eenvoudige harmoniese beweging.

Die SHM is 'n ossillerende beweging. Of ons kan sê dat ossillasie a eenvoudige harmoniese beweging. Byvoorbeeld, die veer beweeg onder die invloed van Hooke se wet, en sy beweging is eweredig aan verplasing. Dit is dus 'n SHM-ossillasie.

Wat is die vergelyking van ossillerende deeltjies?

Die ossillasie is die eenvoudige harmoniese beweging.

Die ossillasievergelyking is soos volg;

x = A sin ωt + Φ

waar,

x is die verplasing van die deeltjie

A is die maksimum amplitude

 ω is die hoekfrekwensie

t is die tydinterval

Φ  faseverskuiwing is

Scroll na bo