• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Drgania



    Podstrony: [1] 2 [3] [4]
    Przeczytaj także...
    Drgania swobodne (drgania własne) – drgania ciała wywołane wychyleniem z położenia równowagi trwałej, kiedy na ciało nie działają żadne siły, poza siłami określającymi położenie równowagi i siłami dążącymi do jej przywrócenia. Amplituda drgań zależy od wielkości początkowego wychylenia (energii potencjalnej) lub od prędkości początkowej (energii kinetycznej) nadanej ciału.Przekształcenie liniowe – w algebrze liniowej funkcja między przestrzeniami liniowymi (nad ustalonym ciałem) zachowująca ich strukturę; z punktu widzenia algebry jest to zatem homomorfizm (a z punktu widzenia teorii kategorii – morfizm kategorii) przestrzeni liniowych nad ustalonym ciałem. W przypadku przestrzeni skończonego wymiaru z ustalonymi bazami do opisu przekształceń liniowych między nimi stosuje się zwykle macierze (zob. wybór baz).
    Klasyfikacja drgań[ | edytuj kod]

    Drgania klasyfikuje się niezależnie od rodzaju drgającego układu a ale na podstawie matematycznych własności funkcji opisujących drgania, albo na podstawie równań określających te funkcje:

    1. Ze względu możliwość określenia przebiegu funkcji na podstawie jej wartości w pewnym momencie:
    2. deterministyczne,
    3. niedeterministyczne.
    4. Ze względu na cykliczność:
    5. okresowe,
    6. harmoniczne
    7. nieokresowe,
    8. prawie okresowe
    9. Ze względu na działanie sił zewnętrznych na układ drgający:
    10. autonomiczne zwane swobodnymi,
    11. nieatonomiczne,
    12. wymuszone,
    13. sprzężone,
    14. parametryczne
    15. Ze względu na to czy równania je opisujące są liniowe:
    16. liniowe,
    17. nieliniowe.
    18. Ze względu na występowanie tłumienia:
    19. nietłumione (zachowawcze),
    20. tłumione.
    21. Najmniejszą liczbę niezależnych funkcji umożliwiających opisanie procesu, zwaną liczbą stopni swobody:
    22. o jednym stopniu swobody,
    23. o wielu stopniach swobody,
    24. o nieskończonej liczbie stopni swobody

    Opis niektórych rodzajów drgań[ | edytuj kod]

    Drgania okresowe[ | edytuj kod]

    Drgania okresowe – powtarzają się w równych odstępach czasu.

    Gaz – stan skupienia materii, w którym ciało fizyczne łatwo zmienia kształt i zajmuje całą dostępną mu przestrzeń. Właściwości te wynikają z własności cząsteczek, które w fazie gazowej mają pełną swobodę ruchu. Wszystkie one cały czas przemieszczają się w przestrzeni zajmowanej przez gaz i nigdy nie zatrzymują się w jednym miejscu. Między cząsteczkami nie występują żadne oddziaływania dalekozasięgowe, a jeśli, to bardzo słabe. Jedyny sposób, w jaki cząsteczki na siebie oddziałują, to zderzenia. Oprócz tego, jeśli gaz jest zamknięty w naczyniu, to jego cząsteczki stale zderzają się ze ściankami tego naczynia, wywierając na nie określone i stałe ciśnienie.Wahadło sprężynowe – ciało zawieszone na sprężynie, które może w polu grawitacyjnym wykonywać pionowe drgania swobodne.

    Szczególnym przypadkiem jest ruch harmoniczny, powstający pod wpływem siły działającej przeciwnie do wychylenia ciała od położenia równowagi, o wartości proporcjonalnej do wychylenia. Wykres zależności położenia od czasu jest dla takiego ruchu sinusoidą. Ruch anharmoniczny zachodzi dla większych amplitud drgań układu, gdy siła przestaje być proporcjonalna do wychylenia, np. w drganiach wahadła matematycznego, czy drgań molekuł gazu o wysokiej temperaturze.

    Wibracje (łac. vibratio "drganie") - wstrząsy danego ciała o niskiej amplitudzie i częstotliwości kilkunastu-kilkudziesięciu Hz.Struna – źródło dźwięku (wibrator) w chordofonach (instrumentach strunowych). Struny mogą być wykonane z metalu, włókien naturalnych (m.in. jedwab), tworzywa sztucznego (przeważnie nylon), lub odpowiednio spreparowanych jelit zwierzęcych (instrumenty smyczkowe).

    Drgania nieokresowe – powtarzają się w nierównych odstępach czasu. Szczególnym przypadkiem drgań są tu drgania prawie okresowe.

    Drgania swobodne[ | edytuj kod]

    Drgania swobodne – występują, gdy na układ nie działa żadna zmienna siła zewnętrzna, która wpływa na proces drgań. Stała siła o niewielkiej wartości lub działająca w układzie liniowym nie wpływa na drgania ciała, jedynie przesuwa położenie równowagi. Układ taki jest zachowawczy, tzn. energia drgań nie zmienia się.

    Czas – skalarna (w klasycznym ujęciu) wielkość fizyczna określająca kolejność zdarzeń oraz odstępy między zdarzeniami zachodzącymi w tym samym miejscu. Pojęcie to było również przedmiotem rozważań filozoficznych.Oscylacja (z łac. oscillatio – "kołysanie, wahanie") to cykliczna zmiana pewnej wielkości, względem innej zmiennej, zwykle czasowej lub przestrzennej. Termin używany w liczbie mnogiej. W fizyce oscylacje oznaczają drgania. Typowym przykładem oscylacji jest zachowanie wahadła po wytrąceniu go z położenia równowagi. Oscylacje występują nie tylko w modelowych układach fizycznych, ale również w systemach takich jak organizmy biologiczne czy społeczeństwa ludzkie.

    Drgania nieautonomiczne[ | edytuj kod]

    Drgania nieautonomiczne – występują, gdy na układ działa siła zewnętrzna mająca wpływ na drgania.

    Drgania wymuszone – powstają pod wpływem siły zewnętrznej, okresowo zmiennej. Mogą prowadzić do wielkiego wzrostu amplitudy drgań, a nawet do zniszczenia układu, gdy częstotliwość siły wymuszającej jest bliska lub równa częstotliwości drgań własnych układu – powstaje tzw. rezonans drgań.

    Drgania tłumione[ | edytuj kod]

    Drgania nieswobodne, tłumione – powstają np. pod wpływem sił tarcia (np. gdy siła jest proporcjonalna do prędkości ciała i przeciwnie skierowana) – wtedy energia drgań zmniejsza się, zamieniając się w energię cieplną; tłumienie drgań układu powstaje też, gdy oddziałuje on na inny układ, oddając mu część lub całość swojej energii, np. w zjawisku rezonansu. Np. W medycynie zjawisko rezonansu magnetycznego, polegające na wzbudzaniu stanów magnetycznych jąder atomowych za pomocą fali elektromagnetycznej stosuje się w ramach jednej z technik tomograficznych, zwanej obrazowaniem rezonansu magnetycznego.

    Kwantowy oscylator harmoniczny – układ fizyczny rozmiarów atomowych lub subatomowych (np. jon w sieci krystalicznej lub w cząsteczka gazu) wykonujący ruch drgający (oscylacyjny) pod wpływem siły proporcjonalnej do wychylenia od położenia równowagi. Właściwy opis ruchu wymaga zastosowania mechaniki kwantowej, co sprowadza się do znalezienia rozwiązań równania Schrödingera. Dowodem eksperymentalnym konieczności zastosowania mechaniki kwantowej do opisu właściwości mikroskopowych układów drgających jest np. nieciągłe widmo promieniowania emitowane przez drgające cząsteczki. Makroskopowym odpowiednikiem oscylatora kwantowego jest klasyczny oscylator harmoniczny, którym jest ciało makroskopowe o stosunkowo dużej masie, zawieszone np. na sprężynie i wykonujące drgania; do opisu jego ruchu wystarczająca jest mechanika klasyczna. Pojęcie oscylatora ma duże zastosowanie i znaczenie w wielu działach fizyki klasycznej i kwantowej.Oscylacje neutrin – zjawisko zaproponowane, aby wyjaśnić zbyt małą liczbę neutrin pochodzących ze Słońca obserwowanych na Ziemi (tzw. problem neutrin słonecznych).

    Drgania samowzbudne[ | edytuj kod]

    Drgania samowzbudne powstają, gdy energia drgań rośnie lub jest podtrzymywana na stałym poziomie kosztem energii, dostarczanej do układu, pomimo występowania tłumienia.

    Podstrony: [1] 2 [3] [4]



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Tłumienie (gaśnięcie) drgań – zmniejszanie się amplitudy drgań swobodnych wraz z upływem czasu, związane ze stratami energii układu drgającego. Tłumienie obserwowane jest zarówno w układach mechanicznych jak elektrycznych. W przypadku fal biegnących tłumienie prowadzi do zmniejszania się amplitudy fali wraz ze wzrostem odległości od źródła, co wynika z rozpraszania energii.
    Aerofony - grupa instrumentów muzycznych w systematyce instrumentologicznej Curta Sachsa, w których wibratorem (źródłem dźwięku) jest drgający słup powietrza, zamknięty w przestrzeni rezonansowej, pobudzony do wibracji za pomocą zadęcia. W przypadku aerofonów wolnych źródłem dźwięku jest powietrze znajdujące się na zewnątrz instrumentu. Część instrumentu zamykająca słup powietrza nazywana jest piszczałką i od jej długości zależy wysokość dźwięku. Barwa dźwięku zależy od materiału, z którego wykonano piszczałkę, jej kształtu i menzury.
    Oscylator anharmoniczny — oscylator, którego okres drgań (w przeciwieństwie do oscylatora harmonicznego) zależy od jego amplitudy. W oscylatorze anharmonicznym, zależność energii potencjalnej od wychylenia z pozycji równowagi jest opisywana funkcją inną niż kwadratowa.
    Membrana – Element konstrukcyjny podzespołów akustycznych i elektroakustycznych w postaci cienkiej folii, płytki lub blaszki, drgającej pod wpływem fal dźwiękowych (np. w mikrofonie) lub wytwarzającej falę dźwiękową w wyniku pobudzania do drgań (np. w głośniku).
    Wielkość fizyczna – właściwość fizyczna ciała lub zjawiska, którą można określić ilościowo, czyli zmierzyć.
    Przemiana fizyczna (proces fizyczny) – proces, w którym można wyróżnić co najmniej dwa istotnie różniące się stany materii, tzw. początkowy i końcowy. Przemiana fizyczna zmienia właściwości fizyczne obiektu (ciała, substancji lub systemu fizycznego) lub jego stan, np. położenie, prędkość.
    Plazma – zjonizowana materia o stanie skupienia przypominającym gaz, w którym znaczna część cząstek jest naładowana elektrycznie. Mimo że plazma zawiera swobodne cząstki naładowane, to w skali makroskopowej jest elektrycznie obojętna.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.796 sek.