Амплитуда және жиілік
Амплитуда мен жиілік - периодты қозғалыстардың негізгі екі қасиеті. Қарапайым гармоникалық қозғалыстар және демпингтік гармоникалық қозғалыстар сияқты қозғалыстарды зерттеуде осы ұғымдарды дұрыс түсіну қажет. Бұл мақалада біз жиілік пен амплитуданың не екенін, олардың анықтамаларын, амплитуда мен жиіліктің өлшемдері мен тәуелділіктерін, ең соңында амплитуда мен жиіліктің арасындағы айырмашылықты талқылаймыз.
Жиілік
Жиілік - объектілердің мерзімді қозғалыстарында талқыланатын ұғым. Жиілік ұғымын түсіну үшін периодтық қозғалыстарды дұрыс түсіну қажет. Периодты қозғалысты белгілі бір уақыт аралығында қайталанатын кез келген қозғалыс ретінде қарастыруға болады. Күнді айналатын планета - периодты қозғалыс. Жерді айналып өтетін спутник периодты қозғалыс болып табылады, тіпті тепе-теңдік шарының қозғалысы периодты қозғалыс болып табылады. Біз кездесетін периодты қозғалыстардың көпшілігі дөңгелек, сызықтық немесе жартылай шеңберлі. Периодты қозғалыстың жиілігі болады. Жиілік оқиғаның қаншалықты «жиі» болатынын білдіреді. Қарапайымдылық үшін біз жиілікті секундтағы оқиғалар ретінде қабылдаймыз. Периодты қозғалыстар біркелкі немесе біркелкі емес болуы мүмкін. Біркелкі біркелкі бұрыштық жылдамдыққа ие болуы мүмкін. Амплитудалық модуляция сияқты функциялардың қос периодтары болуы мүмкін. Олар басқа периодтық функцияларға инкапсуляцияланған периодтық функциялар. Периодтық қозғалыс жиілігіне кері шама периодқа уақыт береді. Қарапайым гармоникалық қозғалыстар мен сөнген гармоникалық қозғалыстар да периодты қозғалыстар болып табылады. Осылайша, периодты қозғалыстың жиілігін екі ұқсас құбылыс арасындағы уақыт айырмашылығын пайдалана отырып алуға болады. Қарапайым маятниктің жиілігі тек маятниктің ұзындығына және шағын тербелістердің гравитациялық үдеуіне байланысты.
Амплитуда
Амплитуда да периодты қозғалыстың өте маңызды қасиеті болып табылады. Амплитуда ұғымын түсіну үшін гармоникалық қозғалыстардың қасиеттерін түсіну керек. Қарапайым гармоникалық қозғалыс - бұл орын ауыстыру мен жылдамдық арасындағы қатынас a=-ω2x түрінде болатын қозғалыс, мұндағы «a» - үдеу және «x» - орын ауыстыру. Үдеу мен орын ауыстыру параллельге қарсы. Бұл нысанға түсетін таза күш те үдеу бағытында екенін білдіреді. Бұл қатынас нысан орталық нүктеде тербелетін қозғалысты сипаттайды. Ауысу нөлге тең болғанда объектіге түсетін таза күш те нөлге тең болатынын көруге болады. Бұл тербелістің тепе-теңдік нүктесі. Тепе-теңдік нүктесінен объектінің максималды ығысуы тербеліс амплитудасы деп аталады. Қарапайым гармоникалық тербелістің амплитудасы жүйенің толық механикалық энергиясына қатаң тәуелді. Қарапайым серіппе – массалық жүйе үшін, егер толық ішкі энергия Е болса, амплитудасы 2Е/к тең, мұндағы k – серіппенің серіппелі тұрақтысы. Бұл амплитудада лездік жылдамдық нөлге тең болады; осылайша кинетикалық энергия да нөлге тең. Жүйенің жалпы энергиясы потенциалдық энергия түрінде болады. Тепе-теңдік нүктесінде потенциалдық энергия нөлге айналады.
Амплитуда мен жиіліктің айырмашылығы неде?
• Амплитудасы жүйенің жалпы энергиясына байланысты, ал тербеліс жиілігі осциллятордың қасиеттеріне байланысты.
• Берілген жүйе үшін амплитуданы өзгертуге болады, бірақ жиілікті өзгерту мүмкін емес.
