振動は一般的なタイプの1つです機械式ムーブメント。最も明白な例は、物理的な振り子が作る振動です。糸に一点で付けられた重いボディです。振り子を平衡位置から離して放すと、振り子が落下しますが、落下は自由ではなく、糸の長さに等しい軌道に沿って発生します。
ここでは、変換のプロセスを観察できます位置エネルギーを運動エネルギーに、またはその逆に。物理的な振り子をそらすことで、位置エネルギーを与えます。その後、解放されると動き始め、バランスのポイントに戻ると、彼の速度は最大になります。下向きの動きの過程で、位置エネルギーの一部が運動エネルギーに変換されます。さらに、慣性によって動くと、ある時点で動きが止まるまで、体はどんどん高くなります。ここで、運動エネルギーは位置エネルギーに戻ります。
次に、振り子が反対方向に動き始めます。側、そしてすべてが繰り返されます。したがって、位置エネルギーから運動エネルギーへの遷移によって物理的な振り子が振動し、その後再び元に戻ることがわかります。スイング全体にかかる時間、つまり運動の軌道の任意の点を離れた身体が再びそこに戻る間、それは振動の周期と呼ばれます。振り子の平衡点からの最大の偏差は、振動振幅と呼ばれます。
振動を研究したところ、科学者たちは、振り子が振動する物理的な振り子の周期は振り子の質量とは関係がなく、糸の長さと加速度の値によってのみ決定されることを発見しました。 自由落下。 おもりがバネに付いている場合も振動が可能です。この場合、圧縮されたばねの位置エネルギーは、負荷の動きの運動エネルギーに変換され、その逆も同様です。
物理的な振り子によって行われる振動または、追加の力の影響がない場合、ばねの荷重は自由または適切と呼ばれます。それらに外部からの影響が生じた場合、そのような振動は強制と呼ばれます。外部の追加の周期的な力に長時間さらされると、振り子はこの力の影響の頻度で振動し始めます。このような衝撃により、共振などの現象が発生する場合があります。
振り子での作業は非常に興味深く、多くの問題を解決するのに役立ちます。フーコーの振り子を思い出すだけで十分です。そのおかげで、地球が自転していることを証明することができました。この実験では、振り子の動きが観察されました。このために、長さ67メートルのワイヤーに吊り下げられた荷物が使用されました。設計上、振り子には地球の重力とワイヤーの引っ張り力のみが作用していました。その結果、振動は垂直面でのみ発生する必要がありました。
床には砂の山があり、鋭い振り子がありました移動するときの終わりは、そのマークを残しました。移動は垂直面だけでなく、水平面でも行われていることがわかりました。振り子が動くたびに、前の軌道から約3ミリメートルの偏差があり、1時間で、振り子が振動している平面が11度回転しました。
また、時計の振り子の使用を覚えていることができます、その変動の一定期間に基づいています。この期間は、振り子の長さにのみ依存します。そのような時計の精度は重要な値に達する可能性があります。 1954年、ソビエトのエンジニアであるFedchenkoは、1日あたり0.0003秒の精度で振り子時計を作成しました。
これは、物理的な振り子とは何か、その特性とパラメーター、科学技術での使用の可能性を説明する方法です。
