ამპლიტუდა სიხშირის წინააღმდეგ
ამპლიტუდა და სიხშირე პერიოდული მოძრაობის ორი ძირითადი თვისებაა. ამ ცნებების სათანადო გაგება საჭიროა ისეთი მოძრაობების შესწავლისას, როგორიცაა მარტივი ჰარმონიული მოძრაობები და დარბილებული ჰარმონიული მოძრაობები. ამ სტატიაში ჩვენ განვიხილავთ რა არის სიხშირე და ამპლიტუდა, მათი განმარტებები, ამპლიტუდისა და სიხშირის გაზომვა და დამოკიდებულებები და ბოლოს განსხვავება ამპლიტუდასა და სიხშირეს შორის.
სიხშირე
სიხშირე არის კონცეფცია, რომელიც განიხილება ობიექტების პერიოდულ მოძრაობაში. სიხშირის ცნების გასაგებად საჭიროა პერიოდული მოძრაობების სათანადო გაგება.პერიოდულ მოძრაობად შეიძლება ჩაითვალოს ნებისმიერი მოძრაობა, რომელიც მეორდება გარკვეული დროის განმავლობაში. პლანეტა, რომელიც მზის გარშემო ბრუნავს, პერიოდული მოძრაობაა. დედამიწის გარშემო მოძრავი თანამგზავრი პერიოდული მოძრაობაა, წონასწორობის ბურთის მოძრაობაც კი პერიოდული მოძრაობაა. პერიოდული მოძრაობების უმეტესობა, რომელსაც ჩვენ ვხვდებით, არის წრიული, წრფივი ან ნახევრად წრიული. პერიოდულ მოძრაობას აქვს სიხშირე. სიხშირე ნიშნავს რამდენად „ხშირია“მოვლენა. სიმარტივისთვის, ჩვენ ვიღებთ სიხშირეს, როგორც მოვლენებს წამში. პერიოდული მოძრაობები შეიძლება იყოს ერთგვაროვანი ან არაერთგვაროვანი. უნიფორმას შეიძლება ჰქონდეს ერთიანი კუთხოვანი სიჩქარე. ფუნქციებს, როგორიცაა ამპლიტუდის მოდულაცია, შეიძლება ჰქონდეს ორმაგი პერიოდები. ეს არის პერიოდული ფუნქციები, რომლებიც ჩართულია სხვა პერიოდულ ფუნქციებში. პერიოდული მოძრაობის სიხშირის ინვერსია იძლევა პერიოდის დროს. მარტივი ჰარმონიული მოძრაობები და დარბილებული ჰარმონიული მოძრაობები ასევე პერიოდული მოძრაობებია. ამრიგად, პერიოდული მოძრაობის სიხშირე ასევე შეიძლება მიღებულ იქნას ორ მსგავს მოვლენას შორის დროის სხვაობის გამოყენებით.მარტივი ქანქარის სიხშირე დამოკიდებულია მხოლოდ ქანქარის სიგრძეზე და მცირე რხევების გრავიტაციულ აჩქარებაზე.
ამპლიტუდა
ამპლიტუდა ასევე პერიოდული მოძრაობის ძალიან მნიშვნელოვანი თვისებაა. ამპლიტუდის ცნების გასაგებად, ჰარმონიული მოძრაობების თვისებები უნდა გავიგოთ. მარტივი ჰარმონიული მოძრაობა არის მოძრაობა ისეთი, რომ ურთიერთობა გადაადგილებასა და სიჩქარეს შორის იღებს a=-ω2x, სადაც "a" არის აჩქარება და "x" არის გადაადგილება. აჩქარება და გადაადგილება ანტიპარალელურია. ეს ნიშნავს, რომ ობიექტზე არსებული წმინდა ძალა ასევე არის აჩქარების მიმართულებით. ეს ურთიერთობა აღწერს მოძრაობას, სადაც ობიექტი ირხევა ცენტრალურ წერტილზე. ჩანს, რომ როდესაც გადაადგილება ნულის ტოლია, ობიექტზე წმინდა ძალაც ნულის ტოლია. ეს არის რხევის წონასწორობის წერტილი. წონასწორობის წერტილიდან ობიექტის მაქსიმალური გადაადგილება ცნობილია როგორც რხევის ამპლიტუდა.მარტივი ჰარმონიული რხევის ამპლიტუდა მკაცრად დამოკიდებულია სისტემის მთლიან მექანიკურ ენერგიაზე. მარტივი ზამბარა – მასის სისტემისთვის, თუ მთლიანი შიდა ენერგია არის E, ამპლიტუდა უდრის 2E/k, სადაც k არის ზამბარის მუდმივა. ამ ამპლიტუდის დროს მყისიერი სიჩქარე ნულის ტოლია; ამრიგად, კინეტიკური ენერგიაც ნულის ტოლია. სისტემის მთლიანი ენერგია არის პოტენციური ენერგიის სახით. წონასწორობის წერტილში პოტენციური ენერგია ნულდება.
რა განსხვავებაა ამპლიტუდასა და სიხშირეს შორის?
• ამპლიტუდა მკაცრად დამოკიდებულია სისტემის მთლიან ენერგიაზე, ხოლო რხევის სიხშირე დამოკიდებულია თავად ოსცილატორის თვისებებზე.
• მოცემული სისტემისთვის ამპლიტუდა შეიძლება შეიცვალოს, მაგრამ სიხშირე არ შეიძლება.
