منو
 کاربر Online
1147 کاربر online
تاریخچه ی: حرکت نوسانی

تفاوت با نگارش: 2

Lines: 1-226Lines: 1-201
-V{maketoc} />
__حرکت نوسانی (Oscillatory Motion)__
+__حرکت نوسانی__ (__Oscillatory Motion__)
 
 __فهرست مقالات حرکت نوسانی____فهرست مقالات حرکت نوسانی__
 
 
 
 
 
 
 
 
 __مباحث علمی__ __مباحث علمی__
 __مباحث کاربردی و تجربی__
 __مباحث کاربردی و تجربی__
 
 
 
 
 ((حرکت نوسانی ساده)) ((حرکت نوسانی ساده))
 ((آونگ ساده)) ((آونگ ساده))
 
 
 
 
 ((نوسان جرم وفنر)) ((نوسان جرم وفنر))
 ((امواج ساکن در تار مرتعش)) ((امواج ساکن در تار مرتعش))
 
 
 
 
 (( انرژی مکانیکی نوسانگر)) (( انرژی مکانیکی نوسانگر))
 ((انرژی نوسانگر کلاسیکی)) ((انرژی نوسانگر کلاسیکی))
 
 
 
 
 ((حرکت نوسانی دایروی یکنواخت)) ((حرکت نوسانی دایروی یکنواخت))
 ((آونگ فیزیکی)) ((آونگ فیزیکی))
 
 
 
 
 (( ترکیب حرکات هماهنگ)) (( ترکیب حرکات هماهنگ))
 ((آونگ پیچشی)) ((آونگ پیچشی))
 
 
 
 
 ((تشدید نوسان)) ((تشدید نوسان))
 ((نوسانات بتاترون)) ((نوسانات بتاترون))
 
 
 
 
 ((حرکت متناوب)) ((حرکت متناوب))
 ((آونگ مسطح)) ((آونگ مسطح))
 
 
 
 
-((نوسانات دوجسمی)) +((نوسانات دو جسمی))
 ((نوسانگر الکتریکی)) ((نوسانگر الکتریکی))
 
 
 
 
 ((نوسانات هماهنگ میرا)) ((نوسانات هماهنگ میرا))
 ((مدار نوسان کننده)) ((مدار نوسان کننده))
 
 
 
 
 ((نوسانات هماهنگ واداشته)) ((نوسانات هماهنگ واداشته))
 ((برق شهر)) ((برق شهر))
 
 
 
 
 ((نوسانات کوچک مرکزی)) ((نوسانات کوچک مرکزی))
 ((نوسانگر لامپی)) ((نوسانگر لامپی))
 
 
 
 
 ((نظریه نوسانات کوچک)) ((نظریه نوسانات کوچک))
 ((دوره تناوب حرکت نوسانی)) ((دوره تناوب حرکت نوسانی))
 
 
 
 
 ((نوسانات خطی)) ((نوسانات خطی))
 ((سنجش فرکانس تار مرتعش|سنجش فرکانس تار)) ((سنجش فرکانس تار مرتعش|سنجش فرکانس تار))
 
 
 
 
 ((نوسانات غیرخطی)) ((نوسانات غیرخطی))
 ((امواج ساکن در دیاپازون)) ((امواج ساکن در دیاپازون))
 
 
 
 
 ((نوسانات الکتریکی)) ((نوسانات الکتریکی))
 ((سنجش فرکانس دیاپازون)) ((سنجش فرکانس دیاپازون))
 
 
 
 
 ((نوسان مولکولی)) ((نوسان مولکولی))
 ((سنجش فرکانس در لوله صوتی|سنجش فرکانس)) ((سنجش فرکانس در لوله صوتی|سنجش فرکانس))
 
 
 
 
 ((پدیده زنش)) ((پدیده زنش))
 ((سنجش سرعت صوت در لوله صوتی|سنجش سرعت صوت)) ((سنجش سرعت صوت در لوله صوتی|سنجش سرعت صوت))
 
 
 
 
 ((مد بهنجار نوسان)) ((مد بهنجار نوسان))
 ((نوسان نگار)) ((نوسان نگار))
 
 
 
 
 (( نوسانات الکتریکی)) (( نوسانات الکتریکی))
  
 
 
 
 
 ((نوسانات الکتریکی و مکانیکی)) ((نوسانات الکتریکی و مکانیکی))
  
 
 
 
 
 (( تشدید الکتریکی)) (( تشدید الکتریکی))
  
 
 
 
 
 ((دوره تناوب)) ((دوره تناوب))
  
 
 
 
 
 ((‏دامنه نوسان)) ((‏دامنه نوسان))
  
 
 
 
 
 ((نوسات الکترومغناطیسی)) ((نوسات الکترومغناطیسی))
  
 
 
 
 
 ((نوسانات الکترومکانیکی)) ((نوسانات الکترومکانیکی))
  
 
 
 
 
 ((نوسانات مکانیکی)) ((نوسانات مکانیکی))
  
 
 
 
 
 ((نوسانات آزاد)) ((نوسانات آزاد))
  
 
 
 
 
  
  
 
 
 
 
  
  
 
 
 
 
  
  
 
 
 
 
  
  
 
 
 
 
  
  
 
 
 
 
  
  
 
 
 
 
-










! مفاهیم پایه :

در بیان ((قوانین حرکت|حرکتهای مکانیکی)) بسیار متنوعی که در طبیعت روی می دهند، اغلب با ‏حرکتهای تکراری مواجه می شویم. هر چرخش یک حرکت تکراری است. هر نقطه از ‏جسم در حال ((حرکت دایروی|چرخش یکنواخت)) ، طی هر چرخشی ، از موضع چرخشی قبلی با حفظ ‏ترکیب و بدون تغییر سرعت می‌گذرد. /> />اگر به شاخه‌ها و ساقه‌های درختانی که بر اثر باد تکان می خوردند، کشتیهای در حال ‏حرکت بر ((امواج دریا)) ، ((آونگ ساده|آونگ ساعت)) در حال تاب خوردن ، حرکت دو طرفه پیستونها و ‏میله‌های اتصال به ماشین بخار با موتور دیزل ، ضربه‌های بالا و پایین سوزن چرخ خیاطی ‏، جزر و مدهای متناوب ، حرکت بازوها و پا در حین راه رفتن یا دویدن و ضربان قلب نگاه ‏کنیم، همه این حرکتها از یک کیفیت برخوردارند.

! تعریف ((حرکت نوسانی|حرکت دوره‌ای)) :‏

در عمل ، تکرار در هر شرایطی همواره یکسان نیست. گاهی هر دوره تازه دقیقا تجدید ‏دوره قبلی است ( تاب خوردن ((آونگ ساده|آونگ)) ، حرکت شاخه‌های درخت ) ، انحراف از تکرار دقیق ‏کامل گاهی چنان کوچکند که می‌توان از آنها صرفنظر و حرکت را با دقت زیادی تکراری ‏فرض کرد. به عبارتی دیگر حرکت دوره‌ای فرض می شود.‏ />
حرکت تکراری را هنگامی دوره‌ای می‌نامند که هر دوره آن دقیقا در دورهای دیگر تجدید ‏شود. مدت زمان یک ((دوره تناوب|دوره)) (پریود) نامیده می شود. بدیهی است که ((حرکت دایر ای|دوره چرخش ‏یکنواخت)) برابر مدت زمان یک دوران است.‏

! ((نوسانات آزاد)) :‏

اجسام و وسایلی که خودشان می‌توانند حرکت های دوره‌ای انجام دهند نقش بسیار ‏مهمی را در طبیعت ایفا می کنند. منظور از خودشان این است که توسط نیروهای ‏دوره‌ای خارجی وادار به نوسان نمی شوند. به این دلیل چنین نوسانهایی را در مقابل ‏نوسانهای واداشته که بر اثر متغیر دوره‌ای خارجی انجام می گیرند، ((نوسانات آزاد|نوسان آزاد)) می‌نامند. /
> />مثلا اگر دری را متناوبا به داخل و خارج فشار دهیم در باز و بسته می شود یعنی حرکت ‏دوره‌ای واداشته است. خود در دوره‌ای حرکت نمی کند. اگر آن را ببندیم و در حال خود ‏رها کنیم، حرکت چرخشی نخواهد داشت ولی اگر باری را که از فنر قایمی آویزان است ‏بکشیم یا منحرف کنیم وضع فرق می کند. تمام اجسام از این نوع یا دستگاههای ‏اجسامی که خودشان می توانند حرکت دوره‌ای یا نوسانهایی را انجام دهند دستگاههای ‏نوسانی نامیده می شوند. و نوسانهایی که این دستگاهها بدون تثیر ((نیروی خارجی)) ‏انجام می دهند نوسانهای آزاد نام دارند.‏

! ((نوسانگر هماهنگ کلاسیکی|نوسانگرها)):

نه تنها در ماشینها و سازوکارهای گوناگون (مثل سازوکار چرخ ساعت) با دستگاههای ‏نوسانی سروکار داریم بلکه بعدا می‌بینیم که اغلب ((تولید صوت|چشمه‌های صوتی)) دستگاههای ‏نوسانی‌اند، ((انتشار صوت)) در هوا به این دلیل صورت می گیرد که خود هوا نوعی دستگاه ‏نوسانی است. ‏

از این گذشته علاوه بر ((نوسانات مکانیکی|دستگاههای نوسانی مکانیکی)) ، ((نوسات الکترومغناطیسی|دستگاههای نوسانی ‏الکترومغناطیسی)) نیز وجود دارد. که در آنها ((نوسانات الکتریکی|نوسانهای الکتریکی)) می توانند روی دهند و ‏همین ها اساس ((مهندسی رادیو)) را تشکیل می دهند. سرانجام ، بسیاری دستگاههای ‏دوگانه ، مثل ((نوسانات الکترومکانیکی|دستگاههای نوسانی الکترومکانیکی)) نیز وجود دارند که در زمینه‌های ‏گوناگون به‌کار می روند.‏

! ((آونگ ساده|نوسانات آونگ)) :

هرگاه جسمی چنان آویزان شود که ((گرانیگاه|گرانیگاهش)) پایینتر از نقطه آویز باشد یک آونگ ‏درست می شود. ((چکش)) آویزان از میخ ، وزنه آویزان از ((فنر)) مثالهایی از دستگاه نوسانی ‏اند، و با آونگ ((ساعت دیواری)) تشابه دارند. هرگاه دستگاهی بتواند نوسانهای آزاد انجام ‏دهد با موضع ((تعادل پایدار)) مشخص می شود. آونگ ، هنگامی در این موضع است که ‏گرانیگاهش روی امتداد قایم و زیر نقطه آویز باشد. /> />اگر آونگ را از این موضع بکشیم یا آن را اندکی هل دهیم، آونگ شروع به نوسان می کند ‏یعنی به دو طرف موضع تعادل منحرف می شود. انحراف ماکزیمم از موضع تعادل آونگ ((‏دامنه نوسان)) نامیده می شود. دامنه را انحراف اولیه یا هل دادنی که آونگ را به حرکت ‏می اندازد معین می کند. این خاصیت بستگی دامنه به شرایط اولیه نه فقط خاص ‏نوسانهای آزاد آونگ است، بلکه در کل در نوسانهای آزاد تعداد زیادی دستگاههای ‏نوسانی نیز صادق است.‏

! آزمایش ساده با آونگ :

تار مویی (تکه ای از سیم نازک یا رشته نایلونی کشسانی ) را به آونگ می بندیم و ‏شیشه دوده اندودی را به زیر آونگ قرار می دهیم. بطوری که آونگ تماس کمی را با ‏شیشه دود اندوده شده داشته باشد. اگر صفحه را با سرعت ثابت در راستای عمود بر ‏صفحه نوسانها حرکت دهیم و همزمان با حرکت دادن صفحه آونگ نیز در حرکت باشد ‏روی صفحه خط موجداری می کشد. در این آزمایش ساده ترین ((نوسان نگار)) یعنی ‏وسیله‌ای برای ثبت نوسانها به‌دست آورده ایم، منحنیهایی که با کمک نوسان نگار ثبت ‏شده اند، نوسان نگاشت نامیده می شوند. /> />چون حرکت دود اندود یکنواخت حرکت داده می شود، هر جابه جایی آن متناسب با ‏زمانی است که طی آن جابه جایی به انجام رسیده است. بنابر این می توان گفت که ‏زمان با مقیاس معینی در امتداد خط مستقیم برده شده است. (مقیاس به سرعت ‏صفحه بستگی دارد) از طرف دیگر تار روی صفحه در راستای عمود بر خط (صفحه) فواصل ‏بین نوک آونگ و موضع متعادل آن یعنی فاصله ای را که نوک آونگ از این موضع دور می ‏شود علامت می گذارد. پس نوسان نگاشت درست نمودار حرکت ، یعنی منحنی بیان ‏کننده بستگی مسیر به زمان است.‏ /> />کاملا معلوم است که در چنین نموداری شیب خط منحنی مساوی سرعت حرکت است. ‏آونگ با سرعت ماکزیمم از موضع تعادل می گذرد. بنابر این شیب منحنی موجدار در ‏نقاطی که خط را قطع می کند ماکزیمم است. برعکس ، ((سرعت)) آونگ در لحظه‌های ‏مربوط به ماکزیمم انحرافها مساوی صفحه است. از این رو مماس بر خط موجدار در ‏نقاطی که ماکزیمم فاصله را از خط دارد با آن موازی است ( یعنی شیب مماس مساوی ‏صفر است).‏
+!مفاهیم پایه
در بیان ((قوانین حرکت|حرکتهای مکانیکی)) بسیار متنوعی که در طبیعت روی میدهند، اغلب با ‏حرکتهای تکراری مواجه میشویم. هر چرخش یک حرکت تکراری است. هر نقطه از ‏جسم در حال ((حرکت دایروی|چرخش یکنواخت)) ، طی هر چرخشی ، از موضع چرخشی قبلی با حفظ ‏ترکیب و بدون تغییر سرعت می‌گذرد.

اگر به شاخه‌ها و ساقه‌های درختانی که بر اثر باد تکان میخوردند، کشتیهای در حال ‏حرکت بر ((امواج دریا)) ، ((آونگ ساده|آونگ ساعت)) در حال تاب خوردن ، حرکت دو طرفه‌ پیستونها و ‏میله‌های اتصال به ماشین بخار با موتور دیزل ، ضربه‌های بالا و پایین سوزن چرخ خیاطی ‏، جزر و مدهای متناوب ، حرکت بازوها و پا در حین راه رفتن یا دویدن و ضربان قلب نگاه ‏کنیم، همه این حرکتها از یک کیفیت برخوردارند.
!تعریف حرکت دوره‌ای
در عمل ، تکرار در هر شرایطی همواره یکسان نیست. گاهی هر دوره تازه دقیقا تجدید ‏دوره قبلی است (تاب خوردن ((آونگ ساده|آونگ)) ، حرکت شاخه‌های درخت) ، انحراف از تکرار دقیق ‏کامل گاهی چنان کوچکند که می‌توان از آنها صرفنظر و حرکت را با دقت زیادی تکراری ‏فرض کرد. به عبارتی دیگر حرکت دوره‌ای فرض میشود.‏ حرکت تکراری را هنگامی دوره‌ای می‌نامند که هر دوره آن دقیقا در دورهای دیگر تجدید ‏شود. مدت زمان یک ((دوره تناوب|دوره)) (پریود) نامیده میشود. بدیهی است که ((حرکت دایری|دوره چرخش ‏یکنواخت)) برابر مدت زمان یک دوران است.‏
!نوسانات آزاد
اجسام و وسایلی که خودشان می‌توانند حرکتهای دوره‌ای انجام دهند نقش بسیار ‏مهمی را در طبیعت ایفا میکنند. منظور از خودشان این است که توسط نیروهای ‏دوره‌ای خارجی وادار به نوسان نمیشوند. به این دلیل چنین نوسانهایی را در مقابل ‏نوسانهای واداشته که بر اثر متغیر دوره‌ای خارجی انجام میگیرند، نوسان آزاد می‌نامند.

مثلا اگر دری را متناوبا به داخل و خارج فشار دهیم در باز و بسته میشود، یعنی حرکت ‏دوره‌ای واداشته است. خود در دوره‌ای حرکت نمیکند. اگر آن را ببندیم و در حال خود ‏رها کنیم، حرکت چرخشی نخواهد داشت، ولی اگر باری را که از فنر قائمی آویزان است ‏بکشیم یا منحرف کنیم وضع فرق میکند. تمام اجسام از این نوع یا دستگاههای ‏اجسامی که خودشان میتوانند حرکت دوره‌ای یا نوسانهایی را انجام دهند دستگاههای ‏نوسانی نامیده میشوند و نوسانهایی که این دستگاهها بدون تثیر نیروی خارجی ‏انجام میدهند نوسانهای آزاد نام دارند.‏
!نوسانگرها
نه تنها در ماشینها و ساز و کارهای گوناگون (مثل ساز و کار چرخ ساعت) با دستگاههای ‏نوسانی سر و کار داریم، بلکه بعدا می‌بینیم که اغلب ((تولید صوت|چشمه‌های صوتی)) دستگاههای ‏نوسانی‌اند، ((انتشار صوت)) در هوا به این دلیل صورت میگیرد که خود هوا نوعی دستگاه ‏نوسانی است. ‏از این گذشته علاوه بر ((نوسانات مکانیکی|دستگاههای نوسانی مکانیکی)) ، ((نوسات الکترومغناطیسی|دستگاههای نوسانی ‏الکترومغناطیسی)) نیز وجود دارد. که در آنها ((نوسانات الکتریکی|نوسانهای الکتریکی)) می توانند روی دهند و ‏همینها اساس مهندسی رادیو را تشکیل میدهند. سرانجام ، بسیاری دستگاههای ‏دوگانه ، مثل ((نوسانات الکترومکانیکی|دستگاههای نوسانی الکترومکانیکی)) نیز وجود دارند که در زمینه‌های ‏گوناگون بکار میروند.‏
!نوسانات آونگ
هرگاه جسمی چنان آویزان شود که گرانیگاهش پایینتر از نقطه آویز باشد یک آونگ ‏درست میشود. چکش آویزان از میخ ، وزنه آویزان از فنر مثالهایی از دستگاه نوسانی‏اند، و با آونگ ساعت دیواری تشابه دارند. هرگاه دستگاهی بتواند نوسانهای آزاد انجام ‏دهد با موضع تعادل پایدار مشخص میشود. آونگ ، هنگامی در این موضع است که ‏گرانیگاهش روی امتداد قائم و زیر نقطه آویز باشد.

اگر آونگ را از این موضع بکشیم یا آن را اندکی هل دهیم، آونگ شروع به نوسان میکند ‏یعنی به دو طرف موضع تعادل منحرف میشود. انحراف ماکزیمم از موضع تعادل آونگ ‏دامنه نوسان نامیده میشود. دامنه را انحراف اولیه یا هل دادنی که آونگ را به حرکت ‏میاندازد معین میکند. این خاصیت بستگی دامنه به شرایط اولیه نه فقط خاص ‏نوسانهای آزاد آونگ است، بلکه در کل در نوسانهای آزاد تعداد زیادی دستگاههای ‏نوسانی نیز صادق است.‏
>
>
align=left>

{picture=l-wave.gif}

!آزمایش ساده با آونگ
تار مویی (تکهای از سیم نازک یا رشته نایلونی کشسانی) را به آونگ میبندیم و ‏شیشه دوده اندودی را به زیر آونگ قرار میدهیم. بطوری که آونگ تماس کمی را با ‏شیشه دود اندوده شده داشته باشد. اگر صفحه را با سرعت ثابت در راستای عمود بر ‏صفحه نوسانها حرکت دهیم و همزمان با حرکت دادن صفحه آونگ نیز در حرکت باشد ‏روی صفحه خط موجداری میکشد. در این آزمایش سادهترین ((نوسان نگار)) یعنی ‏وسیله‌ای برای ثبت نوسانها بدست آوردهایم، منحنیهایی که با کمک نوسان نگار ثبت ‏شدهاند، ~~green:نوسان نگاشت~~ نامیده میشوند.

چون حرکت دود اندود یکنواخت حرکت داده میشود، هر جابجایی آن متناسب با ‏زمانی است که طی آن جابجایی به انجام رسیده است. بنابراین میتوان گفت که ‏زمان با مقیاس معینی در امتداد خط مستقیم برده شده است (مقیاس به سرعت ‏صفحه بستگی دارد). از طرف دیگر تار روی صفحه در راستای عمود بر خط (صفحه) فواصل ‏بین نوک آونگ و موضع متعادل آن یعنی فاصلهای را که نوک آونگ از این موضع دور می‏شود علامت میگذارد. پس نوسان نگاشت درست نمودار حرکت ، یعنی منحنی بیان ‏کننده بستگی مسیر به زمان است.‏

کاملا معلوم است که در چنین نموداری شیب خط منحنی مساوی سرعت حرکت است. ‏آونگ با سرعت ماکزیمم از موضع تعادل میگذرد. بنابراین شیب منحنی موجدار در ‏نقاطی که خط را قطع میکند ماکزیمم است. برعکس ، سرعت آونگ در لحظه‌های ‏مربوط به ماکزیمم انحرافها مساوی صفحه است. از این رو مماس بر خط موجدار در ‏نقاطی که ماکزیمم فاصله را از خط دارد با آن موازی است (یعنی شیب مماس مساوی ‏صفر است).‏

تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 پنج شنبه 11 خرداد 1385 [07:32 ]   3   مجید آقاپور      جاری 
 چهارشنبه 05 اسفند 1383 [07:59 ]   2   نفیسه ناجی      v  c  d  s 
 سه شنبه 28 مهر 1383 [17:17 ]   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..