منو
 کاربر Online
720 کاربر online
تاریخچه ی: نوسانگر هماهنگ ساده

نگارش: 1

دید کلی


  • آیا حرکت عقربه ساعت یک نوسان رفت و برگشتی انجام می دهد؟

  • تا یا غشا هر کش ، ارتعاشات اتمها در جامدها و نوسانها الکتریکی آگوستیکی در یک کاواک چگونه است؟

صدای سیم ویلن چگونه ایجاد می شود؟

آیا نوسان رقاصک ساعت مچی را دیده اید؟

آیا فقط دستگاههای مکانیکی نوسان می کنند؟

مشخصات فیزیکی نوسانگر


هر حرکتی که در بازه‌های زمانی مساوی تکرار شود حرکت تناوبی است. جابه جایی هر ذره در حرکت تناوبی را همیشه می توان بر حسب سینوس و کسینوس بیان کرد. چون اصطلاح هماهنگ (هارمونیک) به عبارتهایی اطلاق می شود که شامل این توابع اند، حرکت تناوبی را غالبا «حرکت هماهنگ» می گویند. اگر ذره ای که حرکت تناوبی دارد روی یک مسیر واحد پس و پیش برد آن را نوسانی یا ارتعاشی می نامند.
T ، دوره تناوب هر حرکت هماهنگ عبارت است از زمان لازم برای انجام رفت و برگشت هر یک نوسان یا چرخه کامل
V ، بسامد حرکت عبارت است از تعداد نوسانها (یا چرخه‌ها) در مقیاس زمان ، بنابراین بسامد عکس دوره تناوب است.
چموضعی که در آن هیچ نیرویی به ذره در حال نوسان وارد نمی شود، موضع تعادل می نامند و جابه جایی (خطی یا زاویه ای) عبارت است از فاصله (خطی یا زاویه) ای ذره نوسان کننده از موضع تعادل آن در هر لحظه .
مکانیزم کار :
ذره ای که در امتداد یک خط راست میان دو حد ثابت نوسان می کند. X جابه جایی و همچنین V سرعت و a شتاب این ذره از نظر بزرگی و جهت به طور متناوب تغییر می کنند در نتیجه با توجه به رابطه F=ma ، F نیروی وارد بر ذره نیز تغییر خواهد کرد، از لحاظ انرژی می توان گفت که ذره ای که حرکت هماهنگ دارد به حول نقطه ای (موضع تعادل) که در آن انر=ی پتانسیل ذره کمینه است نوسان می کند و آونگ در حال نوسان مثال خوبی در این باره است. زیرا انرژی پتانسیل آن در پایین‌ترین نقطه مسیر حرکت یعنی در موضع تعادل کمینه است.
نیروی وارد بر ذره در هرحالت از تابع انرژی پتانسیل یعنی به صورت زیر تبعیت می کند. F=-du/dx
انواع نوسانگرها

آونگ ساده :
آونگ ساده دستگاه ایده‌آلی است شامل یک جرم نقطه ای که توسط یک نخ سبک و غیر قابل کشش آویزان شده است. هرگاه آونگ را در موضع تعادلش به یک طرف بکشیم و سپس رها کنیم. آونگ در اثر نیروی گرانی در یک صفحه قایم شروع به نوسان می کند. این حرکت یک حرکت تناوبی و نوسانی است. دوره تناوب یک آونگ ساده هنگامی که دانه‌اش کوچک است، برابر است با :
نوسان فنر :
جسمی به جرم m که به فنر ایده‌آلی با اثابت نیروی k بسته شده است و آزادانه روی یک سطح افقی بدون اصطکاک حرکت می کند. معادله U(x) = kx<sup>2</sup>/c را به عنوان رابطه انرژی پتانسیل یک فنر «ایده‌آل» به اندازه x متراکم یا کشیده شده است که در آن نیرویی مساوی به F(x) = -kx وارد می‌کند. K ضریب ثابت فنر است.
اختلاف گاز نوسانگر هماهنگ :
حرکت هماهنگ نه تنها تناوبی است بلکه کراندار نیز هست. فقط توابع سینوسی و کسینوسی (یا ترکیباتی از آنها) هستند که این هردو خاصیت را همزمان دارند.
معادله حرکت یک نوسانگر هماهنگ برابر است با : x = A cos (wt + )
کمیت (wt + ) را فاز حرکت و ثابت  را ثابت فاز می نامند ممکن است در حرکت درارای دافعه و بسامد مساوی ، ولی فاز متفاوت باشند.
نوسانگر هماهنگ در مدارهای الکتریکی :
بین نوسانگر آزاد سیراد واداشته یک تک ذره و چند مدار الکتریکی ، شباهت کاملی وجود دارد. به علاوه ، این شباهتها به بسیاری از وضعیتهای فیزیکی در طبیعت ، شامل فیزیک اتمی ، مولکولی و هسته ای گسترش پیدا می کنند. قبلا ، مدارهای الکتریکی از شباهت با سیستمهای مکانیکی ساخته می شدند. اخیرا وضعیت برعکس شده است. طرحهای مدارهای الکتریکی به قدری پیشرفته اند که مهندسان مکانیک آنها را برای مطالعه مسایل نوسانی مکانیکی مورد استفاده قرار می دهند.
کمیتهای مکانیکی و الکتریکی متناظر در سیستمهای نوسانی را ارایه می دهند. که یک نوسانگر هماهنگ شامل یک جرم m شبیه به فنری با ثابت فنری k را نشان می‌دهد. جرم روی یک سطح بدون اصطکاک حرکت می کند و مانند یک نوسانگر رفتار می‌کند. مشابه الکتریکی آن یک مدار RL است. این مدار شامل یک خازن G و یک القاگر L است.




تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 جمعه 21 اردیبهشت 1386 [19:14 ]   5   سمیه فرشباف      جاری 
 جمعه 21 اردیبهشت 1386 [06:06 ]   4   سمیه فرشباف      v  c  d  s 
 پنج شنبه 14 آبان 1383 [07:01 ]   3   حسین خادم      v  c  d  s 
 چهارشنبه 13 آبان 1383 [14:47 ]   2   حسین خادم      v  c  d  s 
 سه شنبه 12 آبان 1383 [04:20 ]   1   حسین خادم      v  c  d  s 


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..