Faktorer, der kan påvirke oscillationsperioden

I fysik er en periode den tid, der kræves for at fuldføre en cyklus i et oscillerende system, såsom et pendul, en masse på en fjeder eller et elektronisk kredsløb. I en cyklus bevæger systemet sig fra en startposition gennem maksimum og minimumspunkter, og vender derefter tilbage til begyndelsen, inden man starter en ny identisk cyklus. Du kan identificere de faktorer, der påvirker oscillationsperioden ved at undersøge de ligninger, der bestemmer perioden for et oscillerende system.

Swinging Pendulum

Periodens (T) ligning for en svingende pendulet er T = 2π√ (L ÷ g) hvor π (pi) er den matematiske konstant, L er længden af ​​pendulets arm og g er accelerationen af ​​tyngdekraften, der virker på pendulet. Undersøgelse af ligningen afslører, at oscillationsperioden er direkte proportional med armens længde og omvendt proportional med tyngdekraften; således resulterer en stigning i længden af ​​en pendelarm i en efterfølgende forøgelse i oscillationsperioden med en konstant gravitationsacceleration. Et fald i længden vil så resultere i et fald i perioden. For tyngdekraften viser det omvendte forhold, at jo stærkere gravitationsaccelerationen er, desto mindre er svingningsperioden. For eksempel vil et penduls periode på jorden være mindre sammenlignet med et pendul af samme længde på månen.

Masse på en forår

Beregningen for perioden (T) af en foråret er oscillerende med en masse (m) beskrevet som T = 2π√ (m ÷ k) hvor pi er den matematiske konstant, m er massen fastgjort til fjederen og k er fjederkonstanten, som er relateret til en fjeders stivhed . "Oscillationsperioden er derfor direkte proportional med massen og omvendt proportional med fjederkonstanten. En stivere fjeder med en konstant masse mindsker oscillationsperioden. Forøgelse af massen øger oscillationsperioden. For eksempel springer en tung bil med fjedre i sin suspension langsommere, når den rammer en bump end en lysbil med identiske fjedre.

Wave

Bølger som rippler i en sø eller lydbølger at rejse gennem luften har en periode svarende til den reciprokale frekvens; formlen er T = 1 ÷ f hvor T er oscillationsperioden og f er bølgens frekvens, som regel måles i hertz (Hz). Når en bølge frekvens øges, falder dens periode.

Elektroniske oscillatorer

En elektronisk oscillator genererer et oscillerende signal ved hjælp af elektroniske kredsløb. På grund af det store udvalg af elektroniske oscillatorer afhænger de faktorer, der bestemmer perioden, af kredsløbsdesignet. Nogle oscillatorer, for eksempel, indstiller perioden med en modstand forbundet til en kondensator; perioden afhænger af modstandens værdi i ohm multipliceret med kapacitansen i farads. Andre oscillatorer bruger en kvartskrystal til at bestemme perioden; fordi kvarts er meget stabil, sætter det en oscillator periode med stor præcision.