منو
 صفحه های تصادفی
RNA ریبورومی حاوی اطلاعات ژنتیکی نیست
اسامی سیارات و اقمار
عمل و حکومت شاه عباس دوم-رابط شاه با اقلیتهای مذهبی
تصور
شاه عباس اول
زینت کردن برای همسر
دانشکده علوم ریاضی شهید بهشتی
حیات در ماه
آزمایش تعیین زاویه راس منشور
پلی سیتمی
 کاربر Online
414 کاربر online

حرکت نوسانی

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > فیزیک > فیزیک کلاسیک > مکانیک کلاسیک > سینماتیک حرکت
علوم طبیعت > فیزیک > آزمایشات فیزیک
(cached)


حرکت نوسانی (Oscillatory Motion)

فهرست مقالات حرکت نوسانی

مباحث علمی مباحث کاربردی و تجربی
حرکت نوسانی ساده آونگ ساده
نوسان جرم وفنر امواج ساکن در تار مرتعش
انرژی مکانیکی نوسانگر انرژی نوسانگر کلاسیکی
حرکت نوسانی دایروی یکنواخت آونگ فیزیکی
ترکیب حرکات هماهنگ آونگ پیچشی
تشدید نوسان نوسانات بتاترون
حرکت متناوب آونگ مسطح
نوسانات دو جسمی نوسانگر الکتریکی
نوسانات هماهنگ میرا مدار نوسان کننده
نوسانات هماهنگ واداشته برق شهر
نوسانات کوچک مرکزی نوسانگر لامپی
نظریه نوسانات کوچک دوره تناوب حرکت نوسانی
نوسانات خطی سنجش فرکانس تار
نوسانات غیرخطی امواج ساکن در دیاپازون
نوسانات الکتریکی سنجش فرکانس دیاپازون
نوسان مولکولی سنجش فرکانس
پدیده زنش سنجش سرعت صوت
مد بهنجار نوسان نوسان نگار
نوسانات الکتریکی
نوسانات الکتریکی و مکانیکی
تشدید الکتریکی
دوره تناوب
‏دامنه نوسان
نوسات الکترومغناطیسی
نوسانات الکترومکانیکی
نوسانات مکانیکی
نوسانات آزاد

مفاهیم پایه

در بیان حرکتهای مکانیکی بسیار متنوعی که در طبیعت روی می‌دهند، اغلب با ‏حرکتهای تکراری مواجه می‌شویم. هر چرخش یک حرکت تکراری است. هر نقطه از ‏جسم در حال چرخش یکنواخت ، طی هر چرخشی ، از موضع چرخشی قبلی با حفظ ‏ترکیب و بدون تغییر سرعت می‌گذرد.

اگر به شاخه‌ها و ساقه‌های درختانی که بر اثر باد تکان می‌خوردند، کشتیهای در حال ‏حرکت بر امواج دریا ، آونگ ساعت در حال تاب خوردن ، حرکت دو طرفه‌ پیستونها و ‏میله‌های اتصال به ماشین بخار با موتور دیزل ، ضربه‌های بالا و پایین سوزن چرخ خیاطی ‏، جزر و مدهای متناوب ، حرکت بازوها و پا در حین راه رفتن یا دویدن و ضربان قلب نگاه ‏کنیم، همه این حرکتها از یک کیفیت برخوردارند.

تعریف حرکت دوره‌ای

در عمل ، تکرار در هر شرایطی همواره یکسان نیست. گاهی هر دوره تازه دقیقا تجدید ‏دوره قبلی است (تاب خوردن آونگ ، حرکت شاخه‌های درخت) ، انحراف از تکرار دقیق ‏کامل گاهی چنان کوچکند که می‌توان از آنها صرفنظر و حرکت را با دقت زیادی تکراری ‏فرض کرد. به عبارتی دیگر حرکت دوره‌ای فرض می‌شود.‏ حرکت تکراری را هنگامی دوره‌ای می‌نامند که هر دوره آن دقیقا در دورهای دیگر تجدید ‏شود. مدت زمان یک دوره (پریود) نامیده می‌شود. بدیهی است که دوره چرخش ‏یکنواخت برابر مدت زمان یک دوران است.‏

نوسانات آزاد

اجسام و وسایلی که خودشان می‌توانند حرکتهای دوره‌ای انجام دهند نقش بسیار ‏مهمی را در طبیعت ایفا می‌کنند. منظور از خودشان این است که توسط نیروهای ‏دوره‌ای خارجی وادار به نوسان نمی‌شوند. به این دلیل چنین نوسانهایی را در مقابل ‏نوسانهای واداشته که بر اثر متغیر دوره‌ای خارجی انجام می‌گیرند، نوسان آزاد می‌نامند.

مثلا اگر دری را متناوبا به داخل و خارج فشار دهیم در باز و بسته می‌شود، یعنی حرکت ‏دوره‌ای واداشته است. خود در دوره‌ای حرکت نمی‌کند. اگر آن را ببندیم و در حال خود ‏رها کنیم، حرکت چرخشی نخواهد داشت، ولی اگر باری را که از فنر قائمی آویزان است ‏بکشیم یا منحرف کنیم وضع فرق می‌کند. تمام اجسام از این نوع یا دستگاههای ‏اجسامی که خودشان می‌توانند حرکت دوره‌ای یا نوسانهایی را انجام دهند دستگاههای ‏نوسانی نامیده می‌شوند و نوسانهایی که این دستگاهها بدون تأثیر نیروی خارجی ‏انجام می‌دهند نوسانهای آزاد نام دارند.‏

نوسانگرها

نه تنها در ماشینها و ساز و کارهای گوناگون (مثل ساز و کار چرخ ساعت) با دستگاههای ‏نوسانی سر و کار داریم، بلکه بعدا می‌بینیم که اغلب چشمه‌های صوتی دستگاههای ‏نوسانی‌اند، انتشار صوت در هوا به این دلیل صورت می‌گیرد که خود هوا نوعی دستگاه ‏نوسانی است. ‏از این گذشته علاوه بر دستگاههای نوسانی مکانیکی ، دستگاههای نوسانی ‏الکترومغناطیسی نیز وجود دارد. که در آنها نوسانهای الکتریکی می توانند روی دهند و ‏همینها اساس مهندسی رادیو را تشکیل می‌دهند. سرانجام ، بسیاری دستگاههای ‏دوگانه ، مثل دستگاههای نوسانی الکترومکانیکی نیز وجود دارند که در زمینه‌های ‏گوناگون بکار می‌روند.‏

نوسانات آونگ

هرگاه جسمی چنان آویزان شود که گرانیگاهش پایینتر از نقطه آویز باشد یک آونگ ‏درست می‌شود. چکش آویزان از میخ ، وزنه آویزان از فنر مثالهایی از دستگاه نوسانی‌‏اند، و با آونگ ساعت دیواری تشابه دارند. هرگاه دستگاهی بتواند نوسانهای آزاد انجام ‏دهد با موضع تعادل پایدار مشخص می‌شود. آونگ ، هنگامی در این موضع است که ‏گرانیگاهش روی امتداد قائم و زیر نقطه آویز باشد.

اگر آونگ را از این موضع بکشیم یا آن را اندکی هل دهیم، آونگ شروع به نوسان می‌کند ‏یعنی به دو طرف موضع تعادل منحرف می‌شود. انحراف ماکزیمم از موضع تعادل آونگ ‏دامنه نوسان نامیده می‌شود. دامنه را انحراف اولیه یا هل دادنی که آونگ را به حرکت ‏می‌اندازد معین می‌کند. این خاصیت بستگی دامنه به شرایط اولیه نه فقط خاص ‏نوسانهای آزاد آونگ است، بلکه در کل در نوسانهای آزاد تعداد زیادی دستگاههای ‏نوسانی نیز صادق است.‏



img/daneshnameh_up/4/46/l-wave.gif

آزمایش ساده با آونگ

تار مویی (تکه‌ای از سیم نازک یا رشته نایلونی کشسانی) را به آونگ می‌بندیم و ‏شیشه دوده اندودی را به زیر آونگ قرار می‌دهیم. بطوری که آونگ تماس کمی را با ‏شیشه دود اندوده شده داشته باشد. اگر صفحه را با سرعت ثابت در راستای عمود بر ‏صفحه نوسانها حرکت دهیم و همزمان با حرکت دادن صفحه آونگ نیز در حرکت باشد ‏روی صفحه خط موجداری می‌کشد. در این آزمایش ساده‌ترین نوسان نگار یعنی ‏وسیله‌ای برای ثبت نوسانها بدست آورده‌ایم، منحنیهایی که با کمک نوسان نگار ثبت ‏شده‌اند، نوسان نگاشت نامیده می‌شوند.

چون حرکت دود اندود یکنواخت حرکت داده می‌شود، هر جابجایی آن متناسب با ‏زمانی است که طی آن جابجایی به انجام رسیده است. بنابراین می‌توان گفت که ‏زمان با مقیاس معینی در امتداد خط مستقیم برده شده است (مقیاس به سرعت ‏صفحه بستگی دارد). از طرف دیگر تار روی صفحه در راستای عمود بر خط (صفحه) فواصل ‏بین نوک آونگ و موضع متعادل آن یعنی فاصله‌ای را که نوک آونگ از این موضع دور می‌‏شود علامت می‌گذارد. پس نوسان نگاشت درست نمودار حرکت ، یعنی منحنی بیان ‏کننده بستگی مسیر به زمان است.‏

کاملا معلوم است که در چنین نموداری شیب خط منحنی مساوی سرعت حرکت است. ‏آونگ با سرعت ماکزیمم از موضع تعادل می‌گذرد. بنابراین شیب منحنی موجدار در ‏نقاطی که خط را قطع می‌کند ماکزیمم است. برعکس ، سرعت آونگ در لحظه‌های ‏مربوط به ماکزیمم انحرافها مساوی صفحه است. از این رو مماس بر خط موجدار در ‏نقاطی که ماکزیمم فاصله را از خط دارد با آن موازی است (یعنی شیب مماس مساوی ‏صفر است).‏


تعداد بازدید ها: 72506


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..