Oscilácie sú jedným z bežných typovmechanický pohyb. Najzrejmejším príkladom sú vibrácie, ktoré vytvára fyzické kyvadlo. Je to ťažké telo pripevnené na závit v jednom bode. Odsunutím kyvadla z rovnovážnej polohy a pustením mu umožníme spadnúť, no pád nenastane voľne, ale po dráhe rovnajúcej sa dĺžke závitu.
Tu môžete sledovať proces transformáciepotenciálnu energiu na kinetickú a naopak. Vychýlením fyzického kyvadla mu dávame potenciálnu energiu. Potom sa po uvoľnení začne pohybovať a pri návrate do bodu rovnováhy bude jeho rýchlosť maximálna. V procese pohybu smerom nadol sa časť potenciálnej energie premení na kinetickú energiu. Ďalej, pohybujúc sa zotrvačnosťou, telo stúpa vyššie a vyššie, až kým sa v určitom bode pohyb nezastaví. Tu sa kinetická energia mení späť na potenciálnu energiu.
Potom sa kyvadlo začne pohybovať v opačnom smere.strane a všetko sa opakuje. Vidíme teda, že fyzikálne kyvadlo kmitá v dôsledku prechodov potenciálnej energie na kinetickú energiu a potom späť. Čas celého švihu, t.j. perióda kmitov sa nazýva perióda kmitov. Najväčšia odchýlka od rovnovážneho bodu kyvadla sa nazýva amplitúda kmitania.
Štúdiom oscilácií vedci zistili, že perióda fyzického kyvadla, s ktorým osciluje, nemá nič spoločné s hmotnosťou kyvadla a je určená iba dĺžkou vlákna a hodnotou zrýchlenia. voľný pád. Oscilácia je možná aj vtedy, keď je závažie pripevnené k pružine. V tomto prípade sa potenciálna energia stlačenej pružiny premieňa na kinetickú energiu pohybu bremena a naopak.
Kmity spôsobené fyzickým kyvadlomalebo zaťaženie pružiny, ak nepôsobí dodatočné sily, sa nazývajú voľné alebo vlastné. Ak na ne dôjde k nejakému vonkajšiemu vplyvu, potom sa takéto vibrácie nazývajú nútené. Pri dlhšom vystavení externej dodatočnej periodickej sile začne kyvadlo kmitať s frekvenciou účinku tejto sily. Pri takomto dopade môže dôjsť k takému javu, ako je rezonancia.
Práca s kyvadlom je mimoriadne zaujímavá a dokážepomôcť pri riešení mnohých problémov. Stačí pripomenúť Foucaultovo kyvadlo, vďaka ktorému sa podarilo dokázať, že Zem rotuje. V tomto experimente sa pozoroval pohyb kyvadla. Na to slúžilo bremeno zavesené na drôte dlhom 67 metrov. Konštrukčne na kyvadlo pôsobila iba gravitačná sila Zeme a ťažná sila drôtu. V dôsledku toho sa oscilácie museli vyskytovať iba vo vertikálnej rovine.
Na podlahe bola kopa piesku a kyvadlo s ostrímkoniec pri pohybe na ňom zanechal stopu. Ukázalo sa, že pohyb sa vykonáva nielen vo vertikálnej rovine, ale existuje aj horizontálna zložka. Pri každom pohybe kyvadla bola odchýlka asi tri milimetre od predchádzajúcej trajektórie, za hodinu sa rovina, v ktorej kyvadlo oscilovalo, otočila o jedenásť stupňov.
Môžete si tiež spomenúť na použitie kyvadla v hodinách,na základe neustáleho obdobia jeho výkyvov. Toto obdobie závisí len od dĺžky kyvadla. Presnosť takýchto hodiniek môže dosiahnuť značné hodnoty. V roku 1954 vytvoril sovietsky inžinier Fedčenko kyvadlové hodiny s presnosťou 0,0003 s za deň.
Približne takto sa dá opísať, čo je fyzikálne kyvadlo, jeho vlastnosti a parametre, možnosti jeho využitia vo vede a technike.
