АдукацыяНавука

Вывучаем ківач - амплітуда ваганняў

Сярод «вечных» тым школьнай праграмы па фізіцы раздзел «ваганні», мабыць, самы настальгічны - пра яго заўсёды ўспамінаецца з нейкай цёплай сумам. Наўрад ці хоць хто-небудзь, успамінаючы гэтую тэму, не бачыць, у першую чаргу, цік-так, тик- так ... ківач - «вельмі сур'ёзны» прыбор з кабінета па фізіцы. Праўда, лабараторныя маятнікі не «цікаюць», але іх класічным сярэднявечным выглядам заўсёды як бы кажуць, пагойдваючыся, сваё вечнае цік-так, тик- так ... «не думай о секундах свысока». А задача ў гэтых прасценькіх з выгляду прыбораў - наглядна паказаць, што ж гэта такое - ваганні.

Мы спазнаем свет і пераконваемся, як шмат значыць вакол нас такое простае і немудрагелістае дзейства. Ваганне - гэта і ківач Фуко, і гадзіны, і электрычнасць, радыё, ТБ, гук з дынаміка, а любімая мабілкі - цэлае хэўра вагальных сістэм. Ну, што ж, ўспомнім, чаму вучылі ў школе - амплітуда ваганняў, формулы, графікі. Такім чынам, ваганні ... а што гэта такое?

Усё, што нас акружае, гэта «матэрыяльныя кропкі», якім, чамусьці, ніяк не сядзіцца спакойна. У гэтым хаосе разнастайнасці рухаў ваганнямі называюць працэс, пры якім матэрыяльны пункт, часам кажуць сістэма, заўсёды вяртаецца да становішча раўнавагі, калі яна ад яго шматкроць адхіляецца. Пры гэтым велічыня максімальнага адхіленні ад кропкі раўнавагі называецца амплітуда ваганняў. Найлепшым прыборам для дэманстрацыі механічных ваганняў, вядома ж, служыць стары, добры ківач - груз (шар, дыск або стрыжань), падвешаны на ніткі. Зафіксуйце яго нерухома - і вось вам стан раўнавагі. Адвядзіце груз ў бок і адпусціце, што бачыце? Правільна, ён пачне сваё «цік-так»: вернецца ў становішча раўнавагі, адхіляцца ў іншы бок, затым зноў вернецца ў становішча раўнавагі. Калі ківачу нішто не перашкаджае, то ён, няўрымслівы, зноў адхіляцца ў бок ... і так бесперапынна, пакуль, з-за сілы трэння, ён усё ж такі не спыніцца.

Так ужо павялося, што любы прадмет, які мае масу, памеры і іншыя адметныя прыкметы, абавязкова змяшчае набор характарыстык, якімі можна адназначна апісаць дадзеную "матэрыяльную кропку» так, каб яе паводзіны ад узаемадзеяння з навакольным асяроддзем было прадказальным, лагічным і зразумелым. Такімі характарыстыкамі ківача з'яўляюцца амплітуда ваганняў і перыяд. Іншыя часта выкарыстоўваюцца параметры - вытворныя ад зыходных, яны з'яўляюцца іх арганічнай часткай (фаза) ці вынікам дадатковых вылічэнняў (частата).

Наступны крок вывучэння займальнага свету ваганняў - найпросты эксперымент па вызначэнні параметраў нашага аб'екта - ківача. Прылада ківача прасцей няма куды - нітка, шар, кропка подвеса. А як знайсці амплітуду ваганняў такога ківача? Ды так проста, каб такі досвед, як той казаў, і на кухні можна было прарабіць. Усё лёгка (у вядомых межах). Зыходная задача: маецца падвешаны да столі ківач - металічны дыск на ніткі. Нас цікавіць велічыня адхіленні дыска ад становішча раўнавагі. Пры нерухомым ківачы робім адзнаку пункту раўнавагі на сцяне, або на ўстаноўленым ззаду папяровым экране. Штурханем дыск. Ківач пачне вагацца, а цень ад дыска будзе «маляваць» траекторыю на экране. Перамяшчаючы палачку (можна аловак) па экране, знаходзім апошнюю кропку, калі цень пры ваганнях у крайняй кропцы закрывае наш паказальнік, і робім пазнаку. Адлегласць ад пункту раўнавагі да пазнакі і будзе амплітуда ваганняў ківача. Праўда, нескладана? А хто б сумняваўся.

Вядома, можна «асучасніць» эксперымент электроннымі наваротамі з фотодатчиками або выкарыстоўваць лазерныя вымяральнікі адлегласцей, памераць з дакладнасцю да якой-небудзь павабнай лічбы пасля коскі, але нішто не можа змяніць яго сутнасць - выканана вымярэнне найбольшага адхіленні ківача ад становішча раўнавагі, г.зн. вымераная амплітуда. У праробленым намі вопыце лёгка выявіць адзін «сакрэт» ківача - яго амплітуда ваганняў залежыць толькі ад пачатковых умоў, г.зн. фактычна ад сілы першага штуршка, які парушыў стан раўнавагі, або пачатковай энергіі, паведамленняў вагальнай сістэме, калі ківач адхіляюць на некаторы кут ад становішча раўнавагі.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 be.birmiss.com. Theme powered by WordPress.