Poczynając od siódmej klasy szkoły zaczynają nauczać takiego tematu jak "Wibracje mechaniczne". Począwszy od OGE, a skończywszy na Unified State Examination, ten temat można prześledzić w wielu egzaminach i testach wstępnych. Ważną jego częścią jest badanie pojęcia amplitudy oscylacji. Dlatego na początek zapoznajmy się z tym, czym jest amplituda oscylacji i jak amplituda oscylacji jest oznaczana w fizyce, ponieważ z biegiem czasu wiele się zapomina, a z jakiegoś powodu tej zmiennej poświęca się najmniej uwagi w wielu szkołach.
Jaka jest amplituda oscylacji?
Amplituda wahań to maksymalne możliwe odchylenie lub przesunięcie wartości w górę lub w dół od pozycji równowagi lub od wartości średniej. Na przykład w przypadku wahadła sprężynowego położenie równowagi jest obciążeniem spoczywającym na sprężynie, a kiedy zaczyna się poruszać, osiąga pewną amplitudę, która jest określana przez napięcie lub ściskanie sprężyny.
Dla wahadła matematycznego jest to nieco prostsze - maksymalne odchylenie obciążenia od pozycji spoczynkowej - to jest amplituda oscylacji.
Bnatomiast amplituda oscylacji fal radiowych jest dokładnie obliczana na podstawie odchylenia od wartości średniej.
Teraz przejdźmy do tego, jaka litera oznacza amplitudę drgań.
Oznaczenie
W siódmej klasie dzieci uczą się oznaczać amplitudę drgań prostą literą „A”. Na przykład: A=4 cm, czyli amplituda wynosi cztery centymetry.
Ale już w ósmej klasie uczniowie uczą się czegoś takiego jak praca mechaniczna i to ona jest oznaczona literą „A” w fizyce. Uczniowie zaczynają się mylić w tych wartościach, a do klasy 10-11 nie mają jasnego pojęcia, jak amplituda oscylacji jest wskazywana w fizyce.
W przypadku wahadeł sprężynowych i matematycznych najlepiej jest zapisywać amplitudę w postaci wartości maksymalnych. To jest Xmax. oznacza maksymalne odchylenie od pozycji równowagi. Na przykład Хmax.=10 cm, co oznacza, że sprężyna opcjonalnie rozciągnie się maksymalnie o 10 cm. Będzie to amplituda oscylacji.
W 11. klasie absolwenci studiują drgania elektromagnetyczne. I są wahania siły ładowania, napięcia i prądu. W celu zarejestrowania amplitudy napięcia zwyczajowo określa się ją jako wartość maksymalną. Odpowiednio dla opłaty i innych ilości.
Jak znaleźć amplitudę wahań?
Zwykle w problemach ze znalezieniem amplitudy prezentowany jest wykres podobny do pokazanego na powyższym obrazku. W tym przypadku amplituda będzie maksymalną wartością wzdłuż pionowej osi Y. Amplituda jest pokazana jako czerwona linia.
Na przykład na tymRysunek przedstawia wykres drgań wahadła matematycznego.
Widząc, że amplituda drgań wahadła matematycznego jest maksymalną odległością od położenia równowagi, możemy określić, że maksymalna wartość X=0,3 cm.
Znajdź amplitudę za pomocą obliczeń w następujący sposób:
1. Jeżeli obciążenie wykonuje drgania harmoniczne, a ścieżka, którą przechodzi ciało oraz liczba drgań są znane w zadaniu, wówczas amplituda jest określana jako stosunek drogi do liczby drgań pomnożony przez 4.
2. Jeśli w zadaniu podano wahadło matematyczne, to przy znanej maksymalnej prędkości i długości nici można znaleźć amplitudę, która będzie równa iloczynowi maksymalnej prędkości i pierwiastka kwadratowego ze stosunku długości do przyspieszenie swobodnego spadania. Ten wzór jest podobny do wzoru na okres wahadła matematycznego.
Używana jest tylko maksymalna prędkość zamiast 2p.
W równaniach amplituda to wszystko, co jest zapisane przed zmienną cosinus, sinus lub omega.
Wniosek
W tym artykule powiedziano o tym, jak wskazywana jest amplituda oscylacji i jak ją odnajdywać. Ten temat to tylko niewielka część dużej części procesów oscylacyjnych, ale nie zmniejsza to jego znaczenia. W końcu bez zrozumienia, czym jest amplituda, nie można poprawnie pracować z wykresami i rozwiązywać równań.
