Vanaf de zevende klas beginnen scholen een onderwerp als "Mechanische trillingen" te onderwijzen. Beginnend met de OGE en eindigend met het Unified State Examination, is dit onderwerp terug te vinden in veel examens en toelatingsproeven. Een belangrijk onderdeel daarvan is de studie van het concept van de amplitude van oscillaties. Laten we daarom om te beginnen kennis maken met wat de amplitude van oscillaties is en hoe de amplitude van oscillaties wordt aangeduid in de natuurkunde, omdat er in de loop van de tijd veel wordt vergeten en om de een of andere reden krijgt deze variabele op veel scholen de minste aandacht.
Wat is de trillingsamplitude?
De amplitude van fluctuaties is de maximaal mogelijke afwijking of verschuiving van een waarde naar boven of naar beneden vanaf de evenwichtspositie of van de gemiddelde waarde. Voor een veerslinger bijvoorbeeld is de evenwichtspositie een belasting die op een veer rust, en wanneer deze begint te bewegen, krijgt deze een bepaalde amplitude, die wordt bepaald door de spanning of compressie van de veer.
Voor een wiskundige slinger is het iets eenvoudiger - de maximale afwijking van de belasting van de rustpositie - dit is de amplitude van oscillaties.
Bterwijl de amplitude van de oscillaties van radiogolven precies wordt berekend door de afwijking van de gemiddelde waarde.
Laten we nu verder gaan met welke letter de amplitude van oscillaties aangeeft.
Aanduiding
In de zevende klas leren kinderen de amplitude van trillingen aan te duiden met een eenvoudige letter "A". Bijvoorbeeld: A=4 cm, dat wil zeggen, de amplitude is vier centimeter.
Maar al in de achtste klas leren studenten zoiets als mechanisch werk, en zij is het die wordt aangeduid met de letter "A" in de natuurkunde. Studenten beginnen in de war te raken in deze waarden en tegen de 10-11e klas hebben ze geen duidelijk idee van hoe de amplitude van oscillaties wordt aangegeven in de natuurkunde.
In het geval van veer- en wiskundige slingers is het het beste om de amplitude te schrijven in termen van maximale waarden. Dat is Xmax. betekent de maximale afwijking van de evenwichtspositie. Bijvoorbeeld, Хmax.=10 cm, dat wil zeggen dat de veer, als optie, maximaal 10 cm zal uitrekken, dit is de amplitude van de oscillatie.
In de 11e klas bestuderen afgestudeerden elektromagnetische oscillaties. En er zijn schommelingen in lading, spanning en stroomsterkte. Om de spanningsamplitude te registreren, is het gebruikelijk om deze als maximale waarde aan te duiden. Voor respectievelijk lading en andere hoeveelheden.
Hoe de amplitude van fluctuaties te vinden?
Gewoonlijk wordt bij problemen met het vinden van de amplitude een grafiek weergegeven, vergelijkbaar met die in de bovenstaande afbeelding. In dit geval is de amplitude de maximale waarde langs de verticale Y-as. De amplitude wordt weergegeven als een rode lijn.
Bijvoorbeeld hieroverDe afbeelding toont een grafiek van de trillingen van een wiskundige slinger.
Weten dat de amplitude van de oscillatie van een wiskundige slinger de maximale afstand van de evenwichtspositie is, kunnen we bepalen dat de maximale waarde van X=0,3 cm.
Zoek de amplitude met behulp van berekeningen op de volgende manieren:
1. Als de belasting harmonische oscillaties uitvoert en het pad dat het lichaam passeert en het aantal oscillaties bekend is in het probleem, dan wordt de amplitude gevonden als de verhouding van het pad tot het aantal oscillaties vermenigvuldigd met 4.
2. Als een wiskundige slinger in het probleem wordt gegeven, dan kun je met de bekende maximale snelheid en lengte van de draad de amplitude vinden, die gelijk zal zijn aan het product van de maximale snelheid en de vierkantswortel van de verhouding van de lengte tot de vrije valversnelling. Deze formule is vergelijkbaar met de formule voor de periode van een wiskundige slinger.
Alleen maximale snelheid wordt gebruikt in plaats van 2p.
In vergelijkingen is de amplitude alles wat vóór de cosinus-, sinus- of omega-variabele wordt geschreven.
Conclusie
In dit artikel werd gezegd hoe de amplitude van oscillaties wordt aangegeven en hoe deze wordt gevonden. Dit onderwerp is slechts een klein deel van een groot deel van oscillerende processen, maar dit vermindert het belang ervan niet. Zonder te begrijpen wat amplitude is, is het immers onmogelijk om correct met grafieken te werken en vergelijkingen op te lossen.
