Fizikos svyravimas ir periodinis judesys

Svyravimas reiškia pakartotinį kažko judėjimą pirmyn ir atgal tarp dviejų padėčių ar būsenų. Virpesys gali būti periodinis judesys, kuris kartojasi reguliariame cikle, pavyzdžiui, a sinusinės bangos- banga su nepertraukiamu judesiu, kaip švytuoklės šonuose į šonus, arba spyruoklės su svoriu judėjimas aukštyn ir žemyn. Virš pusiausvyros taško arba vidutinės vertės vyksta svyruojantis judėjimas. Jis taip pat žinomas kaip periodinis judesys.

Pavienis svyravimas yra visas judesys per nustatytą laiką aukštyn ir žemyn arba į šonus.

Osciliatorius yra prietaisas, kuris juda aplink pusiausvyros tašką. Švytuokliniame laikrodyje potenciali energija pasikeičia į kinetinė energija su kiekvienu sūpynės. Sūpynės viršuje potenciali energija yra maksimali, o ši energija paverčiama į kinetinę energiją, kai ji krenta ir varoma atgal į kitą pusę. Dabar vėl viršuje kinetinė energija nukrito iki nulio, o potencinė energija vėl yra aukšta, sukurdama grįžtamąją sūpynę. Svyravimo dažnis yra perkeliamas per pavaras, kad būtų pažymėtas laikas. Laikas laikui bėgant praras energiją iki trinties, jei laikrodis nebus pataisytas spyruokle. Šiuolaikiniai laikrodžiai naudoja kvarco ir elektroninių generatorių virpesius, o ne švytuoklių judėjimą.

Svyruojantis judesys mechaninėje sistemoje sukasi iš vienos pusės į kitą. Jį galima paversti sukamu judesiu (sukant ratu), naudojant spragtelėjimą. Sukamasis judesys tuo pačiu būdu gali būti pakeistas į svyruojantį judesį.

Svyruojanti sistema yra objektas, kuris juda pirmyn ir atgal, po kurio laiko pakartotinai grįždamas į pradinę būseną. Pusiausvyros taške objekto neveikia jokios tinklinės jėgos. Tai yra švytuoklės svyravimo taškas, kai jis yra vertikalioje padėtyje. Pastovi jėga arba atstatomoji jėga veikia objektą, kad sukeltų svyruojantį judesį.

• Amplitudė yra didžiausias poslinkis nuo pusiausvyros taško. Jei švytuoklė pasislenka vienu centimetru nuo pusiausvyros taško prieš pradedant grįžti, virpesių amplitudė yra vienas centimetras.
• Laikotarpis yra laikas, per kurį objektas gali grįžti į pradinę padėtį. Jei švytuoklė prasideda dešinėje ir trunka vieną sekundę visą kelią į kairę, o kitą sekundę grįžta į dešinę, jos trukmė yra dvi sekundės. Laikotarpis paprastai matuojamas sekundėmis.
• Dažnis yra ciklų skaičius per laiko vienetą. Dažnis lygus vienam, padalytam iš laikotarpio. Dažnis matuojamas hercais arba ciklais per sekundę.

Paprastos harmoninės svyruojančios sistemos judesys - kai atstatomoji jėga yra tiesiogiai proporcinga poslinkis ir veikia priešinga poslinkio kryptimi - gali būti apibūdinamas naudojant sinusą ir kosinusą funkcijos. Pavyzdys yra svoris, pritvirtintas prie spyruoklės. Kai svoris ilsisi, jis yra pusiausvyroje. Jei svoris nubrėžtas, masė atkuria jėgą (potencialią energiją). Kai jis paleidžiamas, jis įgauna pagreitį (kinetinę energiją) ir toliau juda už pusiausvyros taško, įgaudamas potencialią energiją (atstatančią jėgą), kuri ją stumia vėl virpant žemyn.

• Fitzpatrickas, Richardas. „Virpesiai ir bangos: įvadas“, 2-asis ed. „Boca Raton“: „CRC Press“, 2019 m.
• Mittal, P.K. "Virpesiai, bangos ir akustika". Naujasis Delis, Indija: I.K. Tarptautinė leidykla, 2010 m.