Ruch drgający

RUCH DRGAJĄCY

Ruch drgający, to ruch, w którym wartości opisujących go wielkości fizycznych powtarzają się cyklicznie. Ciało odchyla się na jedną i drugą stronę od punktu, zwanego położeniem równowagi.

położenie równowagi

Opis ruchu drgającego

Do opisu ruchu drgającego używamy następujących wielkości fizycznych: AMPLITUDA - największe wychylenie ciała z położenia równowagi, oznaczane literą A. OKRES DRGAŃ - czas trwania jednego drgania, kiedy ciało pokonuje drogę od jednego skrajnego punktu wychylenia, do drugiego i z powrotem. Oznaczamy go literą T.

WYCHYLENIE CIAŁA z punktu położenia równowagi, oznaczane literą x. CZĘSTOTLIWOŚĆ DRGAŃ - liczba drgań w jednostce czasu, oznaczana literą f i mierzona w hercach (Hz).

Częstotliwość drgań

Częstotliwość drgań informuje nas o liczbie pełnych, wykonanych przez ciało drgań w ciągu jednej sekundy. Oznacza to, że jeśli nastąpi jedno drganie na sekundę, częstotliwość będzie wynosić 1Hz.

1Hz = 1/s

f = 1/TT = 1/f [f] = 1/s = 1Hz

Wartość częstotliwości jest odwrotna do okresu drgań.

Rodzaje drgań

Drgania klasyfikujemy ze względu na:

WYSTĘPOWANIE TŁUMIENIA

LINIOWOŚĆ

• liniowe
• nieliniowe

• nietłumione
• tłumione

DZIAŁANIE SIŁ ZEWNĘTRZNYCH NA UKŁAD DRGAJĄCY

CYKLICZNOŚĆ

• okresowe
• nieokresowe

• autonomiczne
• nieautonomiczne

Przykłady ruchów drgających

Ruch drgający jest bardzo powszechny w otaczającej nas przyrodzie. Przykładami mogą być drgające podczas mowy struny głosowe, czy drganie gruntu podczas trzęsienia ziemi.

Inne przykłady to:

• drganie strun w gitarze
• drganie membrany głośnika
• ruch wahadła

Wahadło matematyczne to przyrząd, złożony z zawieszonego na nici ciała ( np. ciężarka ). Odchylony, a następnie puszczony ciężarek będzie poruszał się po torze, odchylając się od położenia równowagi, w sposób zilustrowany na zdjęciu. Przez opór powietrza ciało będzie się poruszać coraz wolniej, do momentu gdy zatrzyma się w początkowym punkcie. Jest to przykład ruchu drgającego tłumionego.

Wahadło sprężynowe, składa się ze sprężyny oraz zawieszonego na niej ciała. Wykonuje ono ruch drgający, poprzez rozciąganie się sprężyny pod ciężarem ciała, oraz ponowne jej skurczanie się. Podobnie jak w przypadku wahadła matematycznego, jest to drganie tłumione ( gaśnie pod wpływem oporu powietrza ).

Praktyczne zastosowanie drgań

Ruch drgający jest wykorzystywany do tworzenia fal, np. fal elektromagnetycznych, bez których nie mogłaby działać stacja radiowa czy telewizja.

Ciekawostka

Nazwa jednostki częstotliwości pochodzi od nazwiska niemieckiego fizyka, Heinricha Rudolfa Hertza. Odkrywcy fal elektromagnetycznych.