Oscilacija
Oscilacija je periodično menjanje neke fizičke veličine, ponavljanje niza stanja u određenim vremenskim razmacima (intervalima). Oscilacija je skup svih stanja ili vrednosti koje poprima periodička veličina ili funkcija do svojeg ponavljanja. (Oscilacije u širem smislu mogu biti i neperiodične promene.)
Matematički je najjednostavnije sinusno oscilovanje. Trenutna vrednost veličine koja sinusno osciluje data je jednačinom:
gde je: t - (vreme) nezavisna promenjiva (promenljiva), a A, T i φ su konstantne veličine. Trenutna vrednost x naziva se elongacija (trenutna udaljenost materijalne tačke koja osciluje od ravnotežnoga položaja), A je amplituda (maksimalna vrednost elongacije), T je vreme trajanja jedne oscilacije ili period oscilovanja. Vrednost f = 1/T je broj oscilacija u jedinici vremena ili frekvencija. Argument (2πt/T + φ) je fazni ugao i određuje trenutačno stanje oscilacije. Na početku oscilovanja (t = 0) fazni ugao je φ i naziva se početni fazni ugao. Polazna vrednost stanja može se odabrati i tako da je početni fazni ugao jednak nuli.
Menjaju li se amplituda i faza vremenski polagano u poređenju sa trajanjem jedne oscilacije, oscilovanje je srodno sinusnom oscilovanju. Ako se amplituda oscilovanja menja, govori se o oscilovanju s modulisanom amplitudom; koleba li se pak frekvencija, radi se o oscilovanju s modulisanom frekvencijom. Oscilovanja koja su istovremeno istofrekventna i istofazna nazivaju se sinhrona oscilovanja. Podudaraju li se frekvencije dva oscilovanja, javlja se interferencija koja može dovesti do rezonancije.[3] Dve oscilacije bliskih frekvencija daju udare. Frekvencija udara jednaka je apsolutnoj vrednosti razlike frekvencija te dve oscilacije.
Pojave oscilovanja vrlo su česte. Tako na primer oscilovanjem vazdušnih čestica nastaje ton. Oscilovanje električnog naboja proizvodi celi spektar elektromagnetnih talasa, od gama-zračenja do radio talasa. [4]
Posebni oblici oscilovanja su periodično oscilovanje i harmonijsko oscilovanje koja se mogu matematički jednostavno prikazati i analizirati.[5][6]
OscilacijeУреди
Oscilacije (kasnolatinski oscillatio: njihanje), generalno znači kolebanja, nestalnost (oscilacije tečaja, oscilacije temperature). Oscilacije, u fizici, događanje je kod koga se neki fizički sistem ili neka pojava nakon promene vraća u početno stanje. Najveće odstupanje od nekoga početnog stanja naziva se amplitudom. Za oscilacije žice, štapa, membrane ili za periodične promene električne struje koristi se pojam oscilovanje, a za oscilacije mehaničkog sistema s malim amplitudama pojam vibracije. Širenjem oscilacija u prostoru nastaju talasi (elektromagnetni, morski, zvučni). U geofizici, oscilacije Zemlje nazivaju se potres. [7]
VibracijeУреди
Vibracije (kasnolat. vibratio: drhtanje, treperenje) je periodično ili ciklično kretanje mehaničkih sistema (mašina, građevina i drugog) oko ravnotežnog položaja prouzrokovano spoljašnjom periodičnom silom ili otklonom iz ravnotežnog položaja. Za razliku od oscilovanja, vibracije se javljaju s relativno malim otklonima od ravnotežnog položaja s obzirom na razmere mehaničkog sistema. U svakoj se oscilaciji potencijalna energija sistema pretvara u kinetičku i obrnuto, uz delimičan gubitak energije zbog otpora i trenja, koja u obliku toplote napušta sistem.[8]
Mehaničko oscilovanjeУреди
Oscilovanje počinje kad se telo izvede iz položaja ravnoteže. Kad se telo kreće u jednom smeru, na njega u suprotnom smeru deluje elastična sila Fe koja ga vraća u položaj ravnoteže (na primer oscilovanje opruge).
Ubrzanje tela je promenljiva i raste s udaljavanjem od položaja ravnoteže:
gde je l udaljenost tela od položaja ravnoteže – elongacija.
Najveća elongacija je amplituda oscilovanja i označava se s X0, A ili Y0.
Vreme potrebno za jednu oscilaciju je T – period:
gde je t proteklo vreme, a N broj oscilacija.
Odnos broja oscilacija i proteklog vremena je ν ili f – frekvencija oscilovanja:
Što je period oscilovanja manji (kraći), to je frekvencija oscilovanja je veća (viša).
Vidi jošУреди
ReferenceУреди
- ^ „Ideal Spring and Simple Harmonic Motion” (PDF). Приступљено 11. 1. 2016.
- ^ Strogatz, Steven. Sync: The Emerging Science of Spontaneous Order. Hyperion, 2003, pp. 106-109
- ^ Resnick and Halliday (1977). Physics (3rd изд.). John Wiley & Sons. стр. 324. ISBN 9780471717164. „There is a characteristic value of the driving frequency ω" at which the amplitude of oscillation is a maximum. This condition is called resonance and the value of ω" at which resonance occurs is called the resonant frequency.”
- ^ Titranje, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.
- ^ Katsuhiko Ogata (2005). System Dynamics (4th изд.). University of Minnesota. стр. 617.
- ^ Ajoy Ghatak (2005). Optics, 3E (3rd изд.). Tata McGraw-Hill. стр. 6.10. ISBN 978-0-07-058583-6.
- ^ Oscilacije, [2] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.
- ^ Vibracije, [3] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.
LiteraturaУреди
- Serway, Raymond A.; Jewett, John W. (2003). Physics for Scientists and Engineers. Brooks/Cole. ISBN 0-534-40842-7.
- Tipler, Paul (1998). Physics for Scientists and Engineers: Vol. 1 (4th изд.). W. H. Freeman. ISBN 1-57259-492-6.
- Wylie, C. R. (1975). Advanced Engineering Mathematics (4th изд.). McGraw-Hill. ISBN 0-07-072180-7.
- Hayek, Sabih I. (15. 4. 2003). „Mechanical Vibration and Damping”. Encyclopedia of Applied Physics. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co KGaA. ISBN 9783527600434. doi:10.1002/3527600434.eap231.
- Elmer, Franz-Josef (20. 7. 1998), Nonlinear Resonance, University of Basel, Архивирано из оригинала 13. 6. 2011. г., Приступљено 28. 10. 2010
Spoljašnje vezeУреди
Mediji vezani za članak Oscilacija na Vikimedijinoj ostavi- Vibrations Архивирано на сајту Wayback Machine (14. децембар 2010) – a chapter from an online textbook
