Comprendre les oscillations
Un oscillateur, comme une masse au printemps, subit un mouvement périodique. Les propriétés clés comprennent:
* amplitude (a): Le déplacement maximal de la position d'équilibre.
* période (t): Le temps nécessaire pour un cycle complet d'oscillation.
* fréquence (f): Le nombre de cycles par seconde (f =1 / t).
* masse (m): La masse de l'objet oscillant.
* Spring constante (k): Pour un printemps, cela détermine la rigidité du printemps.
la pièce manquante:la constante de ressort (k)
La relation entre ces propriétés est décrite par les équations suivantes:
* Fréquence angulaire (ω): ω =2πf =2π / t
* relation entre ω, m et k: ω² =k / m
comment calculer l'amplitude
1. Trouvez la fréquence angulaire (ω): ω =2π / t (vous avez la période).
2. Trouvez la constante de ressort (k): k =MΩ² (vous avez la masse et ω).
3. Utilisez la relation entre l'amplitude, la vitesse et la fréquence angulaire:
* Au déplacement maximal (amplitude), la vitesse est nulle: v =0
* En position d'équilibre, la vitesse est maximale: v_max =aω
Exemple:
Disons que vous avez une masse de 0,5 kg, une période de 1 seconde et l'oscillateur est à son déplacement maximal (amplitude) avec une vitesse nulle.
1. ω =2π / t =2π / 1 =2π rad / s
2. k =MΩ² =0,5 kg * (2π rad / s) ² ≈ 19,74 n / m
3. Étant donné que la vitesse est nulle au déplacement maximal, l'amplitude est la position de courant.
Conclusion
Vous avez besoin de la constante de ressort (k) ou d'informations supplémentaires sur l'énergie de l'oscillateur pour déterminer l'amplitude. Vous ne pouvez pas calculer l'amplitude en utilisant uniquement la masse, la période, la position et la vitesse.
