Od sedmé třídy se ve školách začíná vyučovat téma jako „Mechanické vibrace“. Počínaje OGE a konče Jednotnou státní zkouškou lze toto téma vysledovat v mnoha zkouškách a přijímacích testech. Jeho důležitou součástí je studium pojmu amplituda kmitů. Pojďme se proto pro začátek seznámit s tím, co je to amplituda kmitů a jak se ve fyzice amplituda kmitů označuje, protože postupem času se na mnohé zapomíná a této proměnné je z nějakého důvodu věnována na mnoha školách nejmenší pozornost.
Jaká je amplituda oscilace?
Amplituda fluktuací je maximální možná odchylka nebo posun hodnoty nahoru nebo dolů od rovnovážné polohy nebo od průměrné hodnoty. Například pro pružinové kyvadlo je rovnovážná poloha zatížení spočívající na pružině, a když se začne pohybovat, získá určitou amplitudu, která je určena napětím nebo stlačením pružiny.
U matematického kyvadla je to o něco jednodušší - maximální odchylka zátěže od klidové polohy - to je amplituda kmitů.
Bzatímco amplituda oscilací rádiových vln je přesně vypočítána odchylkou od průměrné hodnoty.
Nyní přejdeme k tomu, jaké písmeno označuje amplitudu oscilací.
Označení
V sedmé třídě se děti učí označovat amplitudu kmitů jednoduchým písmenem „A“. Například: A=4 cm, to znamená, že amplituda je čtyři centimetry.
Jenže už v osmé třídě se studenti učí takovou věc, jako je mechanická práce, a právě ona se ve fyzice označuje písmenem „A“. Studenti začnou být v těchto hodnotách zmateni a v 10-11 ročníku nemají jasnou představu o tom, jak je ve fyzice indikována amplituda oscilací.
V případě pružinových a matematických kyvadel je nejlepší psát amplitudu z hlediska maximálních hodnot. To je Xmax. znamená maximální odchylku od rovnovážné polohy. Například Хmax.=10 cm, to znamená, že pružina se volitelně natáhne maximálně o 10 cm. To bude amplituda kmitání.
V 11. ročníku se absolventi učí elektromagnetické oscilace. A dochází ke kolísání náboje, napětí a síly proudu. Aby bylo možné zaznamenat amplitudu napětí, je obvyklé ji označit jako maximální hodnotu. Za poplatek a další množství.
Jak najít amplitudu kolísání?
Při problémech s nalezením amplitudy se obvykle zobrazí graf podobný tomu, který je znázorněn na obrázku výše. V tomto případě bude amplituda maximální hodnotou podél svislé osy Y. Amplituda je zobrazena jako červená čára.
Například na totoObrázek ukazuje graf oscilací matematického kyvadla.
S vědomím, že amplituda kmitání matematického kyvadla je maximální vzdáleností od rovnovážné polohy, můžeme určit, že maximální hodnota X=0,3 cm.
Zjistěte amplitudu pomocí výpočtů následujícími způsoby:
1. Pokud zátěž vykonává harmonické kmity a v úloze je známa dráha, kterou tělo projde, a počet kmitů, pak se amplituda zjistí jako poměr dráhy k počtu kmitů vynásobený 4.
2. Pokud je v úloze uvedeno matematické kyvadlo, pak při známé maximální rychlosti a délce závitu můžete najít amplitudu, která se bude rovnat součinu maximální rychlosti a druhé odmocniny poměru délky k zrychlení volného pádu. Tento vzorec je podobný vzorci pro periodu matematického kyvadla.
Používá se pouze maximální rychlost místo 2p.
V rovnicích je amplituda vše, co je napsáno před proměnnou kosinus, sinus nebo omega.
Závěr
V tomto článku bylo řečeno, jak je indikována amplituda oscilací a jak se zjišťuje. Toto téma je pouze malou částí velkého úseku oscilačních procesů, ale to nesnižuje jeho význam. Koneckonců, bez pochopení, co je amplituda, není možné správně pracovat s grafy a řešit rovnice.
