Teorija
Nihanje je časovno periodično spreminjanje ene ali več fizikalnih spremenljivk v fizikalnem sistemu, ki se pojavi, ko zmotimo ravnovesno stanje in ga skušajo povratne sile spet vzpostaviti. Spremenljivka je lahko odmik telesa od mirovne lege, gostota zraka, intenziteta svetlobnega vira,… Nihanje opišemo z odmikom ( trenutna oddaljenost nihajočega telesa od mirovne lege; odmik se s časom spreminja), amplitudo (največji možni odmik, ki ga doseže nihanje v obračajnih točkah; v nasprotju z odmikom amplituda nedušenega nihanja ni odvisna od časa), nihajnim časom ali periodo (čas, ki je potreben za en polni nihaj) in frekvenco ali število nihajev na sekundo.
Do nihanja pride, če telo izmaknemo iz stabilne ravnovesne lege in se pri tem pojavi sila ali navor, ki potiska telo nazaj proti ravnovesni legi. Poljubno nihanje je mogoče sestaviti kot vsoto harmoničnih nihanj.
Najpogosteje obravnavamo sinusno nihanje. Pri sinusnem nihanju jo odmik sorazmeren s sinusom časa . Energija nihanja pa je sorazmerna s kvadratom amplitude . Velikost pospeška izračunamo takole , njegova amplituda pa je sorazmerna z amplitudo odmika . Velikost sile , ki deluje na harmonično nihajoče telo z maso ,dobimo takole: . Ta sila je usmerjena proti mirovni legi in ji pravimo povratna sila.
Po Hookovem zakonu lahko zapišemo linearno odvisnost povratne sile vzmetnega nihala v obliki : , kjer je koeficient vzmeti.
Uporabljeni simboli:
-masa telesa
- kotna frekvenca
-fazni kot ali zamik
-amplituda
-odmik
|