vibrații de funcționare - vibrații fază
procese oscilatorii - un element important al științei și tehnologiei moderne, astfel încât acestea sunt întotdeauna acordat atenție studiului ca fiind una dintre problemele „eterne“. Sarcina de cunoștințe - curiozitate nu numai, și utilizarea acesteia în viața de zi cu zi. Și pentru aceasta, sunt de zi cu zi și există noi sisteme tehnice și mecanisme. Ele sunt în mișcare, arătând esența ei, a face unele de lucru, sau fiind fixă, păstrează potențialul în anumite condiții, du-te la starea de mișcare. Ce este mișcarea? Fără a intra în junglă, vom lua cea mai simpla interpretare: o schimbare a poziției materiale a corpului în raport cu orice sistem de coordonate, care este în mod convențional considerată fixă.
Printre numărul mare de posibile opțiuni pentru mișcarea de interes particular este oscilant, care este caracterizat prin aceea că sistemul repetă schimbarea originii sale (sau a unor cantități fizice), la intervale regulate - cicluri. Aceste vibrații sunt numite periodice sau ciclice. Printre acestea sunt o clasă separată de oscilații armonice ale căror semne caracteristice (vitezii, poziția în spațiu, etc.) variază în timp sinuos, adică, având o formă sinusoidală. O proprietate remarcabilă a oscilațiilor armonice este faptul că combinația lor este orice alte opțiuni, inclusiv și non-armonice. Un concept foarte important în fizică este „oscilații de fază“, ceea ce înseamnă poziția mijlocului de fixare a corpului oscilant, la un anumit interval de timp. Faza măsurată în unități unghiulare - Radians destul de arbitrare, la fel ca și un mod convenabil de a explica procesele periodice. Cu alte cuvinte, aceasta determină valoarea de fază a stării actuale a sistemului oscilant. În caz contrar, nu se poate - pentru că fluctuațiile de fază este argumentul funcției care descrie aceste fluctuații. Valoarea reală a fazei pentru deplasarea caracterului vibrațională poate indica coordonatele, viteza și alți parametri fizici care variază sinusoidal, dar comun pentru ei este dependenta de timp.
Demonstrează că această fază de oscilație nu este dificil - ar fi nevoie de un sistem mecanic simplu - fir, r lung, și agățat pe ea „punct material“ - bob. Reparăm firul în centrul unui sistem de coordonate rectangulare și forța noastră „pendul“ rece. Să presupunem că el a fost dispus să o facă cu o viteză unghiulară w. Apoi, în timpul t unghiul de rotație pentru timpul de încărcare este φ = greutate. În plus, această expresie trebuie considerată faza inițială de oscilație ca unghiul φ0 - poziția sistemului înainte de a începe mișcarea. Astfel, unghiul de rotație totală, faza se calculează din relația cp = greutate + φ0. Apoi, expresia funcției armonice și o proiecție de coordonate de sarcină pe axa X, putem scrie:
x = A * cos (wt + φ0), în care A - amplitudinea de oscilație, în acest caz egal cu r - raza filamentului.
În mod similar, aceeași proeminență de pe axa Y este scrisă după cum urmează:
y = A * sin (wt + φ0).
Trebuie să se înțeleagă că faza de oscilație înseamnă, în acest caz, nu se măsoară rotația „unghiul“ și măsura unghiulară de timp în care exprimă timpul în unități unghiulare. În acest timp sarcina este rotită cu un anumit unghi, care poate fi determinată în mod unic pe baza faptului că viteza unghiulară a fluctuațiilor ciclice w = 2 * π / T, unde T - perioada de oscilație. În consecință, dacă o singură perioadă corespunde rotației prin 2tt radiani, partea din timpul perioadei poate fi exprimată în mod proporțional ca o fracțiune din unghiul de rotație plin de 2π.
Fluctuațiile nu există prin ele însele - sunet, lumina, vibrația este întotdeauna o suprapunere, suprapunerea unui număr mare de oscilații dintr-o varietate de surse. Desigur, rezultatul suprapunerii a două sau mai multe vibrații afectează parametrii acestora, inclusiv și oscilații de fază. Formula de oscilație totală de obicei nonharmonic, poate avea astfel o formă foarte complexă, dar acest lucru devine doar mai interesant. Așa cum sa discutat mai sus, orice oscilație non-armonice poate fi reprezentat ca un număr mare de armonice de aceeași amplitudine, frecvență și fază. În matematică, această operație se numește „expansiunea într-un rând“, și este utilizat pe scară largă în calcule, de exemplu, rezistența structurilor și facilități. Baza pentru aceste calcule este studiul de oscilații armonice cu toți parametrii, inclusiv faza.
