Proučavamo mehaničke oscilacije

Fizički svijet oko nas je pun pokreta. Gotovo je nemoguće pronaći barem jedno fizičko tijelo koje bi se moglo smatrati da je u mirovanju. Uz uniformno translational pravocrtno kretanje, kretanje

Čovjek je dugo primijetio razlikovna svojstva i značajke vibracijskih pokreta, pa čak i naučio koristiti mehaničke oscilacije u svoje svrhe. Svi procesi koji se ponavljaju u vremenu mogu se nazvati oscilacijama. Mehaničke oscilacije samo su dio ovog raznovrsnog svijeta pojava koje se javljaju u gotovo istim zakonima. U jasnom primjeru mehaničkih pokreta koji se ponavljaju, moguće je izraditi osnovna pravila i odrediti zakone kojima se javljaju elektromagnetski, elektromehanički i drugi oscilirajući procesi.

Priroda podrijetla mehaničkih oscilacija leži u periodičnoj transformaciji potencijalne energije u kinetičku energiju. Opišite primjer kako se transformacija energije događa pod mehaničkim vibracijama, moguće je, s obzirom na kuglicu koja je obješena na oprugu. U mirnom stanju sila gravitacije je uravnotežena snaga elastičnosti proljeće. No, vrijedno je prisilno zaključiti sustav iz ravnotežne ravnoteže, čime se izaziva kretanje prema točki ravnoteže, kao potencijalne energije počet će transformaciju u kinetički. I to će, zauzvrat, od trenutka prolaska loptom nulte pozicije početi pretvoriti u potencijal. Taj proces odvija se sve dok se uvjeti za postojanje sustava približavaju besprijekornom.

Matematički idealni smatraju se oscilacije koje se javljaju prema zakonu sinusa ili kosinusa. Takvi se procesi obično nazivaju harmonijske oscilacije. Idealni primjer mehaničkih harmonijskih oscilacija je gibanje pendela u apsolutno bezvodni prostor, kada nema utjecaja sila trenja. Ali ovo je savršeno besprijekoran slučaj, za postizanje što je tehnički vrlo problematično.

Mehaničke oscilacije, usprkos njihovom trajanju, prije ili kasnije prestaju, a sustav zauzima položaj relativne ravnoteže. To se događa zbog otpada energije da se prevlada otpor zraka, trenja i druge čimbenike, neizbježno će dovesti do prilagodbe izračunima u tranziciji od ideala na stvarnim uvjetima u kojima postoji sustav u pitanju.

Neupitno se približavamo dubokom proučavanju i analizi, došli smo do potrebe matematičkog opisivanja mehaničkih oscilacija. Formule ovog postupka uključuju takve količine kao što su amplituda (A), frekvencija oscilacije (w), početnu fazu (a). Funkcija ovisnosti pomaka (x) na vrijeme (t) u klasičnom obliku ima oblik

x = Acos (wt + a).

Vrijedno je spomenuti i vrijednost koja karakterizira mehaničke oscilacije, nazvanu razdoblje (T), koje se matematički određuje kao

T = 2pi- / w.

Mehaničke vibracije, osim vidljivosti bez mehaničkog opis procesa prirode oklijevanja, mi smo zainteresirani za neke od osobina koje, ako se koristi ispravno, može pružiti neke koristi, a ako se ostavi bez nadzora, - dovesti do značajnih problema.

Posebnu pažnju treba posvetiti fenomenu oštrog skoka amplitude na prisilne oscilacije, Kada se učestalost učinka pokretne sile približava učestalosti prirodnih oscilacija tijela. Naziva se rezonancija. Naširoko koristi u elektronici, u mehaničkim sustavima, fenomen rezonancije je uglavnom destruktivan, mora ga se uzeti u obzir kod stvaranja najrazličitijih mehaničkih struktura i sustava.

Sljedeća manifestacija mehaničkih vibracija je vibracija. Njegov izgled ne samo da može uzrokovati neku nelagodu, nego i dovesti do pojave rezonancije. No, osim negativnog utjecaja, lokalna vibracija s malim intenzitetom manifestacije može pozitivno utjecati na ljudsko tijelo kao cjelinu, poboljšavajući funkcionalno stanje središnjeg živčanog sustava, pa čak i ubrzavajući zacjeljivanje rana i slično.

Među varijacijama manifestacije mehaničkih oscilacija, može se razlikovati fenomen zvuka, ultrazvuk. Korisna svojstva tih mehaničkih valova i drugih manifestacija mehaničkih oscilacija se naširoko koriste u najraznovrsnijim granama ljudske životne aktivnosti.