A mudança regular da quantidade física sobre os pontos centrais é conhecida como oscilação. O estado é alterado entre dois pontos extremos.
O deslocamento máximo da oscilação da posição média para qualquer um dos lados dos pontos é conhecido como amplitude de oscilação. Também é indicado como a magnitude da mudança da quantidade oscilante.
O movimento constante para frente e para trás de qualquer variável ou objeto entre dois pontos fixos é conhecido como oscilação. O valor de pico ou deslocamento que o objeto oscilante atinge é conhecido como sua amplitude. O pêndulo, molas, cordas de violão são exemplos de oscilação. Na figura acima, a bola se move do ponto O para o ponto A e daí para o ponto O e depois para B. Ao calcular o comprimento entre O e A ou O e B, obtemos a amplitude da oscilação.
Amplitude da fórmula de oscilação
A amplitude da oscilação é representada como A. Para a oscilação de faixa completa, a magnitude é derivada como 2A. Como a oscilação é uma função periódica, sua equação de onda é representada como uma função seno ou cosseno. A fórmula para a amplitude da oscilação é;
x = A sen ωt
or
x = A cos ωt
x é o deslocamento da partícula
A é a amplitude máxima
ω é o frequência angular
t é o intervalo de tempo
Φ é mudança de fase
Frequência das unidades de oscilação
A frequência fornece a você o conhecimento das oscilações feitas por unidade de segundo. Também é declarado como o ciclo concluído em 1 segundo. Um ciclo significa uma oscilação completa.
A frequência é representada como f. A relação entre a frequência e o período de tempo é dada como;
f = 1 / T
f é a frequência e T é o período de tempo da oscilação.
A unidade SI de freqüência é dada como;
f = 1 ciclo / 1 segundo
Portanto, a unidade de frequência é Hertz, Hz.
Amplitude da mola de oscilação
O movimento de uma mola é um exemplo de oscilação. Quando pressionamos ou puxamos a mola, ela entra em movimento contínuo. Esse tipo de movimento contínuo é conhecido como movimento harmônico simples.
A mola pode ter dois arranjos;
Sistema Vertical
Aqui, conforme mostrado na figura, a corda é fixada em uma ponta e pendurada verticalmente. Quando a carga pende na mola, ela se estende até o comprimento y e então começa a oscilar. A figura mostra o deslocamento máximo e mínimo como + A e -A.
A frequência angular é dada como:
t = k/m
Onde;
t = 2f
A equação da solução da oscilação da mola é:
x = A sen ωt
Sistema Horizontal
A amplitude de qualquer tipo de movimento harmônico simples está usando a equação dada;
x = A sen ωt
A energia varia em cada ponto entre cinética e potencial energia. A energia total permanece sempre constante. Assim, obtemos;
Etotal = você + k
A equação de posição e velocidade da oscilação é definida como;
x = A cos ωt
Usando a identidade trigonométrica:
carrinho2 + pecado2 = 1
e
ω2 =k/m
Obtemos:
Etotal = 1/2 CA2
Esta equação representa a relação entre a energia total do sistema de molas e a amplitude. Portanto, a equação dada é usada para calcular a amplitude da oscilação da mola.
Amplitude do pêndulo de oscilação
Um pêndulo é um pequeno pêndulo amarrado a um fio. Ele oscila para gerar oscilação. A amplitude da oscilação do pêndulo é medida como o deslocamento máximo que um pêndulo cobre a partir da posição central. A posição central é a posição inicial do pêndulo quando ele está na posição de descanso. Alguns se referem a isso como origem ou equilíbrio posição. O pêndulo se move para frente e para trás a partir deste ponto. A maior distância que o pêndulo cobre em ambos os lados é sua "amplitude". Em ambos os lados, a amplitude permanece a mesma. Por exemplo, se um prumo cobre 3 cm no lado esquerdo, ele se deslocará na mesma extensão no lado direito.
Amplitude das unidades de oscilação
A amplitude é o comprimento máximo que uma partícula cobre desde sua posição de equilíbrio. Como a amplitude é uma distância percorrida, sua unidade é um metro que é 'm'. O medidor é a unidade padrão de amplitude, mas outras unidades também são usadas. Quilômetro km ', centímetro cm,' e milímetro mm 'são algumas outras unidades.
Amplitude de oscilação do pêndulo simples
O pêndulo simples é um tipo particular de pêndulo cujo tamanho do pêndulo é muito menor do que a distância do centro de gravidade e do ponto de suspensão do objeto. A amplitude do pêndulo simples não tem nenhum efeito no período de tempo. Com o aumento da amplitude, a força restauradora também aumenta, o que anula o efeito.
Comparando a oscilação do pêndulo simples com o movimento circular uniforme, obtemos a seguinte equação de solução;
x = A cos ωt
x para deslocamento instantâneo
ω é a frequência angular
t é para intervalos de tempo.
Esta equação é usada quando o ponto inicial da oscilação do pêndulo é considerado o ponto extremo. Caso a oscilação comece na posição média, a equação torna-se;
x = A sen ωt
Diagrama de amplitude de oscilação
A oscilação é um movimento harmônico simples cuja equação pode ser representada como uma função de seno e cosseno. Portanto, seu diagrama é representado como um gráfico de ondas.
Se uma variável oscilante sofre um movimento regular para frente e para trás, o valor de pico que a partícula desloca fornece a amplitude da variável. Para todos os tipos de diagramas, a amplitude permanece a mesma: o deslocamento máximo das ondas.
Amplitude de oscilação de uma partícula
O comprimento absoluto de vibração ou deslocamento de uma oscilação sinusoidal da posição de equilíbrio é sua amplitude. É o tamanho máximo de uma partícula que varia periodicamente. A diferença de qualquer partícula física de sua posição extrema e posição média determina sua amplitude.
Simplesmente nos diz a magnitude da oscilação da partícula. A fórmula para oscilações sinusoidais é;
y = A sen ωt
onde | A | é o valor absoluto de A.
A variável de amplitude representa uma oscilação sinusoidal. Ele fornece a deflexão de uma partícula de seu ponto médio para um valor positivo ou negativo. O deslocamento da partícula é a amplitude da partícula. Uma onda transversal pode ser descrita com sua amplitude diferenciada. Cada frequência de partícula, como uma corda, pêndulo e mola, tem uma amplitude.
Como encontrar a amplitude da oscilação
Para encontrar a amplitude da oscilação, a fórmula geral usada é;
x = A sen ωt + Φ
Onde,
x é o deslocamento da partícula
A é a amplitude máxima
ω é a frequência angular
t é o intervalo de tempo
Φ é uma mudança de fase.
Por exemplo, um pêndulo está balançando com velocidade angular = π radianos e mudança de fase = 0. Então, a amplitude do pêndulo, que cobre 14 cm em 8.50 segundos é;
x = A sin ωt + Φ = A sint (0.14*0.85) + 0 = 146 cm
Então, a amplitude pode ser facilmente encontrada examinando a equação. Nesse caso, a amplitude é 6.
O próximo caso é quando o gráfico da oscilação é fornecido. Aqui podemos ver que o deslocamento máximo da onda em cada lado é. Portanto, a amplitude é 5.
Frequência de oscilação de um sistema de massa-mola
No sistema de massa da mola acima, ao adicionar a carga, a mola se desloca para a distância y e a oscilação a estica para uma posição x adicional.
De acordo com a lei de Hooke.
F = ky
No diagrama, podemos ver que
W = mg = ky
No diagrama do corpo livre, podemos ver que o peso está agindo para baixo. A força de inércia ma está agindo para cima e a força restauradora k (x + y) também está agindo para cima.
Nós conseguiremos:
ma + k (x + y) – W = 0
Sabemos que W = ky, portanto, obtemos:
mãe + kx = 0
Dividindo por m:
a + k/mx = 0
Comparando com a equação SHM, obtemos:
f = 1/2 √km/m
Esta é a frequência da oscilação do sistema de massa da mola.
Perguntas mais frequentes (FAQs)
O que é oscilação?
A oscilação ocorre em todas as áreas da física e da vida cotidiana.
A oscilação também é repetitiva e do movimento de uma partícula, objeto ou quantidade no tempo. As partículas oscilantes se movem sobre a posição média para os pontos extremos de cada lado. Balanços simples de pêndulo, mola e playground são exemplos de oscilação.
Como a oscilação e o movimento periódico são diferentes?
O movimento pode ser de dois tipos de oscilação ou movimento periódico.
O movimento periódico é o movimento regular de uma partícula em intervalos regulares. Ao mesmo tempo, a oscilação é apenas o movimento de vaivém de um objeto vibrando. Todo movimento oscilatório é periódico, mas o inverso não precisa ser verdadeiro. A Terra gira em torno do Sol, que é uma função periódica, pois continua se repetindo após um tempo determinado. Um balanço é um objeto oscilatório.
Qual é a amplitude da oscilação?
O movimento repetitivo de uma partícula é conhecido como oscilação.
A extensão em que uma partícula pode se deslocar é sua amplitude. O deslocamento é medido da posição média para cada lado da posição extrema. 'UMA' representa a amplitude da oscilação e sua unidade padrão é o metro.
A oscilação é um movimento harmônico simples?
O movimento proporcional ao deslocamento e sob o efeito da força de retardo é conhecido como movimento harmônico simples.
O SHM é um movimento oscilatório. Ou podemos dizer que a oscilação é um movimento harmônico simples. Por exemplo, a mola se move sob a influência da lei de Hooke e seu movimento é proporcional ao deslocamento. Portanto, é uma oscilação SHM.
Qual é a equação das partículas oscilantes?
A oscilação é o movimento harmônico simples.
A equação de oscilação é a seguinte;
x = A sen ωt + Φ
Onde,
x é o deslocamento da partícula
A é a amplitude máxima
ω é a frequência angular
t é o intervalo de tempo
Φ é mudança de fase
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Eu sou Rabiya Khalid, concluí meu mestrado em Matemática. Escrever artigos é minha paixão e escrevo profissionalmente há mais de um ano. Por ser estudante de ciências, tenho talento para ler e escrever sobre ciências e tudo relacionado a ela.
Nas horas vagas, libero meu lado criativo em uma tela.