Operating vibrations - vibration phase

Oscillatory proseso - isang mahalagang elemento ng modernong agham at teknolohiya, kaya ito ay palaging bayad na pansin sa ang pag-aaral bilang isa sa mga "walang hanggan" problema. Ang gawain ng anumang kaalaman - hindi lamang kuryusidad, at ang paggamit nito sa araw-araw na buhay. At para sa ito, may mga araw-araw at may mga bagong teknikal na mga sistema at mekanismo. Ang mga ito ay sa paglipat, na ipinapakita ang kanyang kakanyahan, ang paggawa ng ilang trabaho, o ini-naayos na, panatilihin ang mga potensyal na sa ilalim ng ilang mga kundisyon, pumunta sa ang estado ng paggalaw. Ano ang kilusang? Walang nangyayari sa gubat, lubos naming ang pinakasimpleng kahulugan: isang pagbabago ng materyal posisyon ng katawan na may kaugnayan sa anumang mga coordinate system, na kung saan ay conventionally itinuturing na naayos.

Kabilang sa malaking bilang ng mga posibleng mga opsyon para sa mga kilusan ng mga partikular na interes ay oscillating, na kung saan ay nailalarawan sa na ang sistema ulit ang pagbabago ng pinagmulan nito (o ng pisikal na dami) sa mga regular na pagitan - cycles. Ang ganitong mga vibrations ay tinatawag na pana-panahong o paikot. Kabilang sa mga ito ay isang hiwalay na klase ng mga maharmonya oscillations, kung saan ang mga katangi-tanda (bilis, acceleration, posisyon sa espasyo, at iba pa) ay nag-iiba sinusoidally sa panahon, ibig sabihin, pagkakaroon ng isang sinusoidal form. Ang isang kapansin-pansin na pag-aari ng mga maharmonya oscillations ay na ang kanilang mga kumbinasyon ay anumang iba pang mga pagpipilian, kabilang ang at di-maharmonya. Isang napaka-mahalagang konsepto sa physics ay "phase oscillations", na nangangahulugan na ang posisyon ng oscillating katawan pagkapirmi sa isang tiyak na oras. Phase sinusukat sa angular yunit - radians sa halip arbitrary, tulad ng isang maginhawang paraan upang ipaliwanag ang mga pana-panahon na mga proseso. Sa ibang salita, tinutukoy nito ang phase na halaga ng kasalukuyang estado ng oscillating system. Kung hindi man hindi nito magawa - dahil ang phase pagbabago-bago ay ang argument ng pag-andar na naglalarawan sa mga pagbabagong ito. Ang tunay na halaga ng phase para sa paggalaw ng mga vibrational karakter ay maaaring magpahiwatig ang mga coordinate, bilis, at iba pang mga pisikal na mga parameter na kung saan ay nag-iiba sinusoidally, ngunit karaniwan sa mga ito ay oras pagpapakandili.

Ipakita na ang phase ng imbayog ay hindi mahirap - ito ay nangangailangan ng isang simpleng mechanical system - thread, r ang haba, at nakikipag-hang-on ito "materyal na point" - bob. Naming ayusin ang thread sa gitna ng isang hugis-parihaba coordinate system at puwersahin ang aming "pendulum" cool. Ipaalam sa amin ipagpalagay na siya ay handa na gawin ito na may isang angular tulin w. Pagkatapos, sa panahon ng oras t anggulo ng pag-load-ikot ay φ = wt. Bukod pa rito, ito expression dapat isaalang-alang ang unang phase ng imbayog ng anggulo φ0 - Posisyon ng system bago simulan ang paggalaw. Kaya, ang kabuuang pag-ikot anggulo, ang phase ay kinakalkula mula sa may kaugnayan φ = wt + φ0. Pagkatapos ay ang expression para sa maharmonya function at isang projection coordinate load sa X-axis, maaari naming magsulat:

x = A * cos (wt + φ0), kung saan A - amplitude ng imbayog, sa kasong ito katumbas ng r - ang radius ng filament.

Katulad nito, ang parehong projection sa Y-axis ay nakasulat tulad ng sumusunod:

y = A * kasalanan (wt + φ0).

Dapat itong nauunawaan na ang phase ng imbayog ay nangangahulugan sa kasong ito ay hindi masukat na pag-ikot "anggulo", at ang angular lawak ng oras na nagpapahayag ng mga pagkakataon sa anggulo units. Sa panahong ito ang load ay pinaikot sa pamamagitan ng isang tiyak na anggulo, na kung saan ay maaaring maging katangi-tangi tinutukoy mula sa ang katunayan na ang angular bilis para sa cyclic pagbabagu-bago w = 2 * π / T, kung saan T - oscillation panahon. Dahil dito, kung ang isa na panahon tumutugon sa pag-ikot sa pamamagitan ng 2π radians, ang bahagi ng tagal ng panahon ay maaaring maging pare-pareho batay ipinahiwatig bilang isang fraction ng ang anggulo ng ang buong pag-ikot ng 2π.

Pagbabagu-bago ay hindi umiiral sa pamamagitan ng kanilang mga sarili - ang tunog, ilaw, panginginig ng boses ay palaging superposisyon, superposisyon ng isang malaking bilang ng oscillations mula sa iba't ibang pinagmulan. Of course, ang resulta ng superposisyon ng dalawang o higit pang mga vibrations makakaapekto sa kanilang mga parameter, kabilang ang at phase oscillations. Formula kabuuang imbayog kadalasan nonharmonic, kaya maaaring magkaroon ng isang napaka-komplikadong form, ngunit ito lamang ay nagiging mas kawili-wiling. Tulad ng tinalakay sa itaas, ang anumang mga di-maharmonya imbayog ay maaaring kinakatawan bilang isang malaking bilang ng mga maharmonya ng parehong amplitude, dalas at phase. Sa matematika, ang operasyon na ito ay tinatawag na "Pagpapalawak ng sa isang hilera", at ay malawakang ginagamit sa mga kalkulasyon, halimbawa, ang lakas ng mga istraktura at mga kagamitan. Ang batayan para sa mga kalkulasyon ay ang pag-aaral ng maharmonya oscillations sa lahat ng mga parameter, kabilang phase.