De regelmatige verandering van de fysieke grootheid rond de centrale punten staat bekend als oscillatie. De toestand wordt veranderd tussen twee extreme punten.
De maximale verplaatsing van de oscillatie van de gemiddelde positie naar weerszijden van punten staat bekend als de oscillatie-amplitude. Het wordt ook vermeld als de grootte van de verandering van de oscillerende hoeveelheid.
De constante heen en weer beweging van een variabele of object tussen twee vaste punten staat bekend als oscillatie. De piekwaarde of verplaatsing die het oscillerende object bereikt, staat bekend als de amplitude. De slinger, veren, gitaarsnaren zijn allemaal voorbeelden van oscillatie. In de bovenstaande figuur beweegt de bal van punt O naar punt A en dan van daar naar punt O en vervolgens naar B. Bij het berekenen van de lengte tussen O en A of O en B krijgen we de amplitude van de oscillatie.
Amplitude van oscillatieformule
De amplitude van de oscillatie wordt weergegeven als A. Voor de oscillatie over het volledige bereik wordt de grootte afgeleid als 2A. Omdat oscillatie een periodieke functie is, wordt de golfvergelijking weergegeven als een sinus- of cosinusfunctie. De formule voor de amplitude van de trilling is;
x = A zonde ωt
or
x = A cos ωt
x is de verplaatsing van het deeltje
A is de maximale amplitude
ω is de hoekfrequentie
t is het tijdsinterval
Φ is faseverschuiving
Frequentie van oscillatie-eenheden
De frequentie geeft u de kennis van oscillaties die per seconde worden gemaakt. Het wordt ook vermeld als de cyclus die in 1 seconde is voltooid. Eén cyclus betekent één volledige oscillatie.
De frequentie wordt weergegeven als f. De relatie tussen de frequentie en tijdsperiode wordt gegeven als;
f = 1/T
f is de frequentie en T is de tijdsperiode van de oscillatie.
De SI-eenheid van frequentie wordt gegeven als;
f = 1 cyclus / 1 seconde
Daarom is de eenheid van frequentie Hertz, Hz.
Amplitude van de oscillatieveer:
De beweging van een veer is een voorbeeld van oscillatie. Als we de veer indrukken of trekken, komt deze continu in beweging. Dit type continue beweging staat bekend als eenvoudige harmonische beweging.
De veer kan in twee opstellingen zijn;
Verticaal systeem
Hier, zoals weergegeven in de afbeelding, is het touw op een punt bevestigd en verticaal hangend. Wanneer de last aan de veer hangt, strekt deze zich uit tot de lengte y en begint dan te oscilleren. De figuur toont de maximale en minimale verplaatsing als +A en -A.
De hoekfrequentie wordt gegeven als:
t = k/m
Waar;
t = 2f
De oplossingsvergelijking van de veertrilling is:
x = A zonde ωt
Horizontaal systeem
De amplitude van elke vorm van eenvoudige harmonische beweging gebruikt de gegeven vergelijking;
x = A zonde ωt
De energie verandert op elk punt tussen kinetisch en potentieel energie. De totale energie blijft altijd constant. Daarom krijgen we;
Etotaal = U + k
De positie- en snelheidsvergelijking van de oscillatie wordt gedefinieerd als;
x = A cos ωt
De trigonometrische identiteit gebruiken:
cos2 + zonde2 = 1
en
ω2 = k/m
We krijgen:
Etotaal = 1/2 KA2
Deze vergelijking geeft de relatie weer tussen de totale energie van het veersysteem en de amplitude. Daarom wordt de gegeven vergelijking gebruikt om de amplitude van de veeroscillatie te berekenen.
Amplitude van oscillatie slinger:
Een slinger is een kleine bob die aan een draad is vastgemaakt. Het zwaait om oscillatie te genereren. De amplitude van slingeroscillatie wordt gemeten als de maximale verplaatsing die een bob beslaat vanuit de centrale positie. De centrale positie is de beginpositie van de bob wanneer deze zich in de rustpositie bevindt. Sommigen noemen dit oorsprong of evenwicht positie. Vanaf dit punt beweegt de slinger heen en weer. De grootste afstand die de bob aan weerszijden aflegt, is de 'amplitude'. Aan beide kanten blijft de amplitude hetzelfde. Als een bob bijvoorbeeld 3 cm aan de linkerkant bedekt, zal deze aan de rechterkant in dezelfde mate verschuiven.
Amplitude van oscillatie-eenheden
De amplitude is de maximale lengte die een deeltje vanaf zijn evenwichtspositie aflegt. Aangezien amplitude een afgelegde afstand is, is de eenheid ervan een meter die 'm' is. De meter is de standaardeenheid van amplitude, maar er worden ook andere eenheden gebruikt. Kilometer km', centimeter cm' en millimeter mm' zijn enkele andere eenheden.
Amplitude van oscillatie van eenvoudige slinger
De eenvoudige slinger is een bepaald type slinger waarvan de grootte van de bob veel kleiner is dan de afstand van het zwaartepunt en het ophangpunt van het object. De amplitude van de eenvoudige slinger heeft geen effect op de tijdsperiode. Met de toename van de amplitude neemt ook de herstelkracht toe, waardoor het effect teniet wordt gedaan.
Bij het vergelijken van de oscillatie van een eenvoudige slinger met de uniforme cirkelvormige beweging krijgen we de volgende oplossingsvergelijking;
x = A cos ωt
x voor onmiddellijke verplaatsing
ω is de hoekfrequentie
t is voor tijdsintervallen.
Deze vergelijking wordt gebruikt wanneer het startpunt van de slingerbeweging als het uiterste punt wordt genomen. In het geval dat de oscillatie begint vanaf de gemiddelde positie, wordt de vergelijking;
x = A zonde ωt
Amplitude van oscillatiediagram
Oscillatie is een eenvoudige harmonische beweging waarvan de vergelijking kan worden weergegeven als een functie van sinus en cosinus. Daarom wordt het diagram weergegeven als een golfgrafiek.
Als een oscillerende variabele regelmatig heen en weer beweegt, geeft de piekwaarde die het deeltje verplaatst de amplitude van de variabele aan. Voor alle soorten diagrammen blijft de amplitude hetzelfde: de maximale verplaatsing van golven.
Amplitude van oscillatie van een deeltje
De absolute lengte van de trilling of verplaatsing van een sinusoïdale oscillatie vanuit de evenwichtspositie is de amplitude. Het is de maximale grootte van een periodiek variërend deeltje. Het verschil van een fysiek deeltje van zijn uiterste positie en gemiddelde positie bepaalt zijn amplitude.
Het vertelt ons eenvoudig de grootte van de deeltjesoscillatie. De formule voor sinusoïdale oscillaties is;
y = Een zonde ωt
waar | een | is de absolute waarde van A.
De amplitudevariabele vertegenwoordigt een sinusvormige oscillatie. Het zorgt voor de afbuiging van een deeltje van zijn gemiddelde punt naar een positieve of negatieve waarde. De deeltjesverplaatsing is de deeltjesamplitude. Een transversale golf kan worden beschreven met zijn onderscheiden amplitude. Elke deeltjesfrequentie, zoals een snaar, slinger en veer, heeft een amplitude.
Hoe de amplitude van oscillatie te vinden?
Om de trillingsamplitude te vinden, is de algemene formule die wordt gebruikt;
x = A zonde ωt + Φ
Waar,
x is de verplaatsing van het deeltje
A is de maximale amplitude
ω is de hoekfrequentie
t is het tijdsinterval
Φ is een faseverschuiving.
Zo zwaait een slinger met hoeksnelheid = π radialen en faseverschuiving = 0. Dan is de amplitude van de slinger, die 14 cm in 8.50 seconden aflegt;
x = A sin ωt + Φ = A sint (0.14*0.85) + 0 = 146 cm
Dan kan de amplitude gemakkelijk worden gevonden door de vergelijking te onderzoeken. In dit geval is de amplitude 6.
Het volgende geval is wanneer de grafiek van de oscillatie wordt verstrekt. Hier kunnen we zien dat de maximale verplaatsing van de golf aan weerszijden is. De amplitude is dus 5.
Frequentie van oscillatie van een veer-massasysteem
In het bovengenoemde veer-massasysteem verplaatst de veer zich bij het toevoegen van de belasting naar afstand y en de oscillatie rekt hem uit naar een verdere x-positie.
Volgens de wet van Hooke.
F=ky
Uit het diagram kunnen we zien dat:
W = mg = ky
Uit het vrijlichaamsdiagram kunnen we zien dat het gewicht naar beneden werkt. Traagheidskracht die ma is, werkt naar boven en herstelkracht die k(x+y) is, werkt ook naar boven.
We zullen krijgen:
ma + k (x+y) – W = 0
We weten dat W= ky, dus krijgen we:
ma + kx = 0
Delen door m:
a + k/mx = 0
Als we het vergelijken met de SHM-vergelijking, krijgen we:
f = 1/2 √k/m
Dit is de frequentie van de oscillatie van het veer-massasysteem.
Veel Gestelde Vragen (FAQ's)
Wat is oscillatie?
De oscillatie komt voor op elk gebied van de natuurkunde en het dagelijks leven.
De oscillatie is de zich herhalende heen en weer beweging van een deeltje, object of hoeveelheid in de tijd. De oscillerende deeltjes bewegen over de gemiddelde positie naar de uiterste punten aan weerszijden. Eenvoudige slinger, veer, speeltuinschommels zijn allemaal voorbeelden van oscillatie.
Hoe verschillen oscillatie en periodieke beweging?
De beweging kan van twee soorten oscillatie of periodieke beweging zijn.
De periodieke beweging is de regelmatige beweging van een deeltje met regelmatige tussenpozen. Tegelijkertijd is oscillatie slechts de heen en weer beweging van een trillend object. Elke oscillerende beweging is periodiek, maar het omgekeerde hoeft niet waar te zijn. De aarde draait om de zon, wat een periodieke functie is omdat deze zich na een vaste tijd blijft herhalen. Een schommel is een oscillerend object.
Wat is de amplitude van oscillatie?
De repetitieve beweging van een deeltje staat bekend als oscillatie.
De mate waarin een deeltje kan verplaatsen is de amplitude. De verplaatsing wordt gemeten van de gemiddelde positie naar weerszijden van de uiterste positie. 'EEN' vertegenwoordigt de trillingsamplitude en de standaardeenheid is meter.
Is oscillatie een eenvoudige harmonische beweging?
De beweging die evenredig is met de verplaatsing en onder invloed van een vertragende kracht staat bekend als eenvoudige harmonische beweging.
De SHM is een oscillerende beweging. Of we kunnen zeggen dat oscillatie a . is simpele harmonische beweging. De veer beweegt bijvoorbeeld onder invloed van de wet van Hooke en zijn beweging is evenredig met de verplaatsing. Daarom is het een SHM-oscillatie.
Wat is de vergelijking van oscillerende deeltjes?
De oscillatie is de eenvoudige harmonische beweging.
De oscillatievergelijking is als volgt;
x = A zonde ωt + Φ
Waar,
x is de verplaatsing van het deeltje
A is de maximale amplitude
ω is de hoekfrequentie
t is het tijdsinterval
Φ is faseverschuiving
Hoi,
Ik ben Rabiya Khalid, ik heb mijn master Wiskunde afgerond. Het schrijven van artikelen is mijn passie en ik schrijf nu al meer dan een jaar professioneel. Als bètastudent heb ik een talent voor lezen en schrijven over wetenschap en alles wat daarmee samenhangt.
In mijn vrije tijd laat ik mijn creatieve kant zien op een doek.