Kuna aina tofauti za mizunguko katika fizikia, inayoangaziwa kwa vigezo fulani. Zingatia tofauti zao kuu, uainishaji kulingana na sababu tofauti.
Maelezo ya kimsingi
Chini ya kushuka kwa thamani kunamaanisha mchakato ambapo kwa vipindi vya kawaida sifa kuu za harakati huwa na maadili sawa.
Oscillations mara kwa mara ni zile ambazo thamani za kiasi cha msingi hurudiwa kwa vipindi vya kawaida (oscillation period).
Aina za michakato ya oscillatory
Hebu tuzingatie aina kuu za oscillations zilizopo katika fundamental physics.
Mitetemo isiyolipishwa ni ile inayotokea katika mfumo ambao haujaathiriwa na mabadiliko ya nje baada ya mshtuko wa kwanza.
Mfano wa oscillation bila malipo ni pendulum ya hisabati.
Aina hizo za mitetemo ya kimitambo ambayo hutokea kwenye mfumo chini ya utendakazi wa nguvu ya nje ya mabadiliko.
Sifa za uainishaji
Kwa asili ya kimwili, aina zifuatazo za miondoko ya oscillatory hutofautishwa:
- mitambo;
- joto;
- umeme;
- mchanganyiko.
Kulingana na chaguo la mwingiliano na mazingira
Aina za mabadiliko katika mwingiliano na mazingira zimegawanywa katika vikundi kadhaa.
Mzunguko wa kulazimishwa huonekana kwenye mfumo chini ya kitendo cha kitendo cha nje cha muda. Kama mifano ya aina hii ya kuzunguka, tunaweza kuzingatia harakati za mikono, majani kwenye miti.
Kwa oscillations ya kulazimishwa ya harmonic, resonance inaweza kuonekana, ambayo, kwa maadili sawa ya mzunguko wa ushawishi wa nje na oscillator, na ongezeko kubwa la amplitude.
Mitetemo ya kibinafsi katika mfumo kwa ushawishi wa nguvu za ndani baada ya kuondolewa katika usawa. Lahaja rahisi zaidi ya mitetemo isiyolipishwa ni kusogezwa kwa mzigo ambao umesimamishwa kwenye uzi au kuunganishwa kwenye chemchemi.
Kujigeuza ni aina ambazo mfumo una kiasi fulani cha nishati inayoweza kutumika kutengeneza mizunguko. Kipengele chao tofauti ni ukweli kwamba amplitude ina sifa ya mali ya mfumo yenyewe, na si kwa hali ya awali.
Kwa mabadiliko ya nasibu, upakiaji wa nje una thamani nasibu.
Vigezo vya msingi vya miondoko ya oscillatory
Njia zote za mtetemo zina sifa fulani ambazo zinapaswa kutajwa kando.
Amplitudo ni mkengeuko wa juu kabisa kutoka kwa nafasi ya msawazo, mkengeuko wa thamani inayobadilika-badilika, hupimwa kwa mita.
Kipindi ni wakati wa swing moja kamili, kupitiaambayo hurudia sifa za mfumo, huhesabiwa kwa sekunde.
Marudio hubainishwa na idadi ya msisimko kwa kila kitengo cha muda, inawiana kinyume na kipindi cha msisimko.
Awamu ya oscillation inabainisha hali ya mfumo.
Tabia ya miondoko ya usawaziko
Aina kama hizi za mizunguko hutokea kwa mujibu wa sheria ya cosine au sine. Fourier alifaulu kubainisha kwamba msisimko wowote wa mara kwa mara unaweza kuwakilishwa kama jumla ya mabadiliko ya uelewano kwa kupanua utendaji fulani katika mfululizo wa Fourier.
Kwa mfano, zingatia pendulum yenye kipindi fulani na mzunguko wa mzunguko.
Je, aina hizi za kushuka kwa thamani ni nini? Fizikia inachukulia pendulum ya hisabati kuwa mfumo ulioboreshwa, ambao una sehemu ya nyenzo, ambayo imesimamishwa kwenye uzi usio na uzito usiozidi, unaozunguka chini ya ushawishi wa mvuto.
Aina kama hizo za mitikisiko zina kiasi fulani cha nishati, ni za kawaida katika asili na teknolojia.
Kwa mwendo wa muda mrefu wa oscillatory, uratibu wa kituo chake cha mabadiliko ya wingi, na kwa mkondo wa kupokezana, thamani ya mkondo na voltage katika saketi hubadilika.
Kuna aina tofauti za mizunguuko ya usawa kulingana na asili halisi: sumakuumeme, kimakanika, n.k.
Mtetemo wa gari linalosogea kwenye barabara mbovu ni mwendo wa kuzunguka kwa lazima.
Tofauti kuu kati ya kulazimishwa na burekushuka kwa thamani
Aina hizi za oscillation za sumakuumeme hutofautiana katika sifa za kimaumbile. Uwepo wa upinzani wa kati na nguvu za msuguano husababisha kupungua kwa oscillations ya bure. Katika hali ya kuzunguka kwa lazima, upotezaji wa nishati hulipwa na usambazaji wake wa ziada kutoka kwa chanzo cha nje.
Kipindi cha pendulum ya chemchemi huhusiana na wingi wa mwili na ugumu wa majira ya kuchipua. Kwa upande wa pendulum ya hisabati, inategemea urefu wa uzi.
Kwa kipindi kinachojulikana, unaweza kukokotoa masafa ya asili ya mfumo wa oscillatory.
Katika teknolojia na asili, kuna kushuka kwa thamani kwa thamani tofauti za marudio. Kwa mfano, pendulum inayozunguka katika Kanisa Kuu la Mtakatifu Isaac huko St. Petersburg ina mzunguko wa Hz 0.05, wakati kwa atomi ni megahertz milioni kadhaa.
Baada ya muda fulani, unyevu wa oscillations bila malipo huzingatiwa. Ndiyo maana oscillations ya kulazimishwa hutumiwa katika mazoezi halisi. Wanahitajika katika aina mbalimbali za mashine za vibration. Nyundo ya mtetemo ni mashine ya mtetemo-mtetemo ambayo imeundwa kwa ajili ya kuendesha mirija, rundo na miundo mingine ya chuma ardhini.
Mizunguko ya sumakuumeme
Tabia za njia za kuzunguka huhusisha uchanganuzi wa vigezo kuu vya kimwili: chaji, voltage, nguvu ya sasa. Kama mfumo wa msingi, ambao hutumiwa kuchunguza oscillations ya sumakuumeme, ni mzunguko wa oscillatory. Inaundwa kwa kuunganisha koili na capacitor mfululizo.
Saketi inapofungwa, sumaku-umeme bila malipomabadiliko yanayohusiana na mabadiliko ya mara kwa mara katika chaji ya umeme kwenye capacitor na sasa katika koili.
Zipo huru kutokana na ukweli kwamba zinapofanywa hakuna ushawishi wa nje, bali ni nishati iliyohifadhiwa kwenye saketi yenyewe ndiyo inatumika.
Ikiwa tutazingatia ukinzani wa koili kuwa sufuri, na kuchukua muda wa kuzunguka kama T, tunaweza kuzingatia msisimko mmoja kamili unaofanywa na mfumo.
Kwa kukosekana kwa ushawishi wa nje, baada ya muda fulani, unyevu wa oscillation ya sumakuumeme huzingatiwa. Sababu ya jambo hili itakuwa kutokwa kwa polepole kwa capacitor, pamoja na upinzani ambao coil ina kweli.
Ndiyo maana mizunguko yenye unyevu hutokea katika saketi halisi. Kupunguza malipo kwenye capacitor husababisha kupungua kwa thamani ya nishati kwa kulinganisha na thamani yake ya awali. Hatua kwa hatua, itatolewa kama joto kwenye nyaya zinazounganisha na koili, capacitor itatolewa kabisa, na msisimko wa sumakuumeme utakamilika.
Umuhimu wa kubadilika-badilika kwa sayansi na teknolojia
Misogeo yoyote ambayo ina kiwango fulani cha marudio ni mizunguko. Kwa mfano, pendulum ya hisabati ina sifa ya kupotoka kwa utaratibu katika pande zote mbili kutoka kwa nafasi ya asili ya wima.
Kwa pendulum ya chemchemi, swing moja kamili inalingana na kusogea kwake juu na chini kutoka kwa nafasi ya kwanza.
Katika saketi ya umeme ambayo ina uwezo na inductance, kuna marudio ya chaji kwenyesahani za capacitor. Ni nini sababu ya harakati za oscillatory? Pendulum hufanya kazi kutokana na ukweli kwamba mvuto husababisha kurudi kwenye nafasi yake ya awali. Katika kesi ya mfano wa spring, kazi sawa inafanywa na nguvu ya elastic ya spring. Kupitisha nafasi ya usawa, mzigo una kasi fulani, kwa hivyo, kwa hali, husogea kupita hali ya wastani.
Mzunguko wa kielektroniki unaweza kuelezewa na tofauti inayoweza kutokea kati ya vibao vya capacitor iliyochajiwa. Hata ikiwa imetoka kabisa, mkondo haupotee, huchajiwa tena.
Teknolojia ya kisasa hutumia mabadiliko yanayotofautiana kwa kiasi kikubwa katika asili yake, kiwango cha marudio, asili, na pia "utaratibu" wa mwonekano.
Mitetemo ya kimitambo hutengenezwa na nyuzi za ala za muziki, mawimbi ya bahari, pendulum. Mabadiliko ya kemikali yanayohusiana na mabadiliko katika mkusanyiko wa viitikio huzingatiwa wakati wa kufanya mwingiliano mbalimbali.
Mzunguko wa sumakuumeme huruhusu uundaji wa vifaa mbalimbali vya kiufundi, kama vile simu, vifaa vya matibabu vya ultrasonic.
Kubadilika-badilika kwa mwangaza wa Cepheid kunavutia hasa katika unajimu, na wanasayansi kutoka nchi mbalimbali wanazichunguza.
Hitimisho
Aina zote za mizunguko inahusiana kwa karibu na idadi kubwa ya michakato ya kiufundi na matukio halisi. Umuhimu wao wa vitendo ni mkubwa katika ujenzi wa ndege, ujenzi wa meli, ujenzi wa majengo ya makazi, uhandisi wa umeme, vifaa vya elektroniki vya redio, dawa, na sayansi ya kimsingi. Mfano wa mchakato wa kawaida wa oscillatory katikafiziolojia inapendelea harakati za misuli ya moyo. Mitetemo ya kimitambo hupatikana katika kemia ya kikaboni na isokaboni, hali ya hewa, na sayansi nyingine nyingi za asili.
Masomo ya kwanza ya pendulum ya hisabati yalifanywa katika karne ya kumi na saba, na kufikia mwisho wa karne ya kumi na tisa, wanasayansi waliweza kubaini asili ya mizunguko ya sumakuumeme. Mwanasayansi wa Kirusi Alexander Popov, ambaye anachukuliwa kuwa "baba" wa mawasiliano ya redio, alifanya majaribio yake kwa usahihi kwa misingi ya nadharia ya oscillations ya umeme, matokeo ya utafiti wa Thomson, Huygens, na Rayleigh. Alifanikiwa kupata matumizi ya vitendo ya mizunguko ya sumakuumeme, ili kuzitumia kupitisha mawimbi ya redio kwa umbali mrefu.
Mwanachuoni P. N. Lebedev kwa miaka mingi alifanya majaribio yanayohusiana na utengenezaji wa mizunguko ya masafa ya juu ya sumakuumeme kwa kutumia sehemu za umeme zinazopishana. Shukrani kwa majaribio mengi yanayohusiana na aina mbalimbali za mitikisiko, wanasayansi wamefaulu kupata maeneo ya matumizi yao bora katika sayansi na teknolojia ya kisasa.
