Con lắc hoạt động - rung biên độ

Trong số các "vĩnh cửu" trong trật tự "biến động" của trường cho chương trình Vật lý có lẽ là hoài cổ nhất - cho anh ta luôn nhớ đến với một số nỗi buồn ấm. Nó không chắc rằng thậm chí một ai đó, nhớ lại vấn đề này không thấy, trong trường hợp đầu tiên, tick-tock, tik- như vậy ... con lắc - "nghiêm túc" của đơn vị từ tủ của vật lý. Tuy nhiên, con lắc phòng thí nghiệm "đánh dấu", nhưng quan điểm trung cổ điển của nó dường như luôn nói, bập bênh, vĩnh cửu tick-tock của mình, tik- như vậy ... "Đừng nghĩ về giây xuống." Nhiệm vụ của các thiết bị khiêm tốn nhìn - để chứng minh rằng nó là - biến động.

Chúng tôi hiểu thế giới, và chúng tôi xem có bao nhiêu nó có nghĩa là xung quanh chúng ta là hành động đơn giản và không phức tạp. Biến động - đây con lắc Foucault, và giờ, và điện, đài phát thanh, truyền hình, âm thanh từ loa và mobilka yêu thích - một đám đông toàn bộ hệ thống dao động. Vâng, sau đó, chúng ta hãy nhớ lại những gì được dạy trong trường học - biên độ của rung động, công thức, đồ thị. Như vậy, rung động ... nó là gì?

Tất cả mọi thứ xung quanh chúng ta là một "điểm vật chất", trong đó, đối với một số lý do, không ngồi yên. Trong sự hỗn loạn, những rung động phong trào đa dạng được gọi là quá trình mà một điểm vật chất, đôi khi được gọi là hệ thống luôn luôn trở về vị trí cân bằng của nó khi nó lệch khỏi nó nhiều lần. Tầm quan trọng của sự lệch tối đa từ quan điểm cân bằng là biên độ dao động. Các công cụ tốt nhất để chứng minh dao động cơ học, tất nhiên, là tốt con lắc cũ - Georgia (bóng, đĩa hoặc que), lơ lửng bằng một sợi dây. Khắc phục sự cố vẫn còn - và đây là trạng thái cân bằng. Hãy tải sang một bên và buông những gì bạn thấy? Đúng vậy, nó sẽ bắt đầu của nó "tick-tock": trở về vị trí cân bằng, lệch theo hướng ngược lại, và sau đó lại trở về vị trí cân bằng. Nếu con lắc là gì để ngăn chặn, sau đó ông là bồn chồn lại lệch sang một bên ... và như vậy liên tục cho đến khi, do lực ma sát, nó vẫn không dừng lại.

Nó chỉ như vậy xảy ra mà bất kỳ đối tượng có khối lượng, kích thước và các đặc điểm khác, bạn cần phải chứa một tập hợp các tính năng có thể được mô tả độc đáo này "điểm nguyên liệu" để hành vi của nó từ sự tương tác với môi trường đã được dự đoán, logic và dễ hiểu. đặc điểm như vậy con lắc dao động biên độ và thời gian. Khác thông số thường được sử dụng - các dẫn xuất của bản gốc, họ là một phần không thể thiếu trong số họ (giai đoạn) hoặc kết quả của phép tính thêm (tần số).

Bước tiếp theo là nghiên cứu thế giới hấp dẫn của những rung động - một thí nghiệm đơn giản để xác định các thông số của đối tượng của chúng ta - con lắc. thiết bị con lắc là dễ dàng hơn để đâu - sợi bóng, điểm của hệ thống treo. Làm thế nào để tìm thấy biên độ của các dao động của con lắc? Có, dễ dàng như vậy, để kinh nghiệm này, như họ nói, và nhà bếp có thể làm. Mọi thứ đều dễ dàng (trong giới hạn nhất định). Vấn đề gốc: có một con lắc treo lên trần nhà - một đĩa kim loại trên thread. Chúng tôi quan tâm đến giá trị của độ lệch đĩa từ vị trí cân bằng. Khi con lắc tĩnh làm cho một lưu ý của điểm cân bằng trên tường, hoặc trên một tập hợp đằng sau một màn hình giấy. Đẩy đĩa. Con lắc sẽ bắt đầu dao động, và cái bóng của đĩa sẽ "vẽ" quỹ đạo trên màn hình. Di chuyển thanh (bạn có thể bút chì) trên màn hình, chúng ta thấy điểm cuối cùng, khi cái bóng của các dao động trong quan điểm cực đoan của đóng cửa chỉ số của chúng tôi, và làm cho một dấu ấn. Khoảng cách từ điểm cân bằng với nhãn hiệu và biên độ của các dao động của con lắc theo ý thích. Đúng, nó rất dễ dàng? Và ai sẽ nghi ngờ.

Tất nhiên, người ta có thể "hiện đại hóa" các thử nghiệm với chuông điện tử và cảm biến ảnh còi hoặc sử dụng một laser đo khoảng cách, để đo lên đến một số nhân vật hấp dẫn sau dấu thập phân, nhưng không có gì có thể thay đổi bản chất của nó - một phép đo là độ lệch lớn nhất của con lắc từ vị trí cân bằng, tức là, biên độ đo được. Các công việc mà chúng tôi có kinh nghiệm để dễ dàng phát hiện ra một "bí mật" của con lắc - dao động biên độ chỉ phụ thuộc vào điều kiện ban đầu, tức là, trên thực tế sức mạnh của xung đầu tiên, trong đó đã phá vỡ cân bằng hoặc năng lượng truyền thống dao động ban đầu khi con lắc là chệch hướng bởi một góc độ nhất định từ vị trí cân bằng của nó.