החל מכיתה ז', בתי ספר מתחילים ללמד נושא כמו "רעידות מכניות". החל מה-OGE וכלה בבחינת המדינה המאוחדת, ניתן לאתר נושא זה בבחינות ובמבחני כניסה רבים. חלק חשוב ממנו הוא חקר המושג משרעת התנודות. לכן, לכתחילה, בואו נכיר מהי משרעת התנודות וכיצד מסומנת משרעת התנודות בפיזיקה, כי עם הזמן שוכחים הרבה, ומשום מה המשתנה הזה זוכה לפחות תשומת לב בבתי ספר רבים.
מהי משרעת התנודה?
משרעת התנודות היא הסטייה המקסימלית או ההזזה האפשרית של ערך למעלה או למטה ממיקום שיווי המשקל או מהערך הממוצע. לדוגמה, עבור מטוטלת קפיצית, מיקום שיווי המשקל הוא עומס המונח על קפיץ, וכאשר הוא מתחיל לנוע, הוא מקבל משרעת מסוימת, שנקבעת על ידי המתח או הדחיסה של הקפיץ.
למטוטלת מתמטית זה קצת יותר פשוט - הסטייה המקסימלית של העומס ממצב המנוחה - זו משרעת התנודות.
Bואילו משרעת התנודות של גלי רדיו מחושבת במדויק לפי הסטייה מהערך הממוצע.
עכשיו נעבור לאות המציינת את משרעת התנודות.
Designation
בכיתה ז' מלמדים את הילדים לציין את משרעת התנודות באות פשוטה "A". לדוגמה: A=4 ס"מ, כלומר המשרעת היא ארבעה ס"מ.
אבל כבר בכיתה ח' תלמידים לומדים דבר כזה כמו עבודה מכנית, והיא שמסומנת באות "א" בפיזיקה. תלמידים מתחילים להתבלבל בערכים אלו, ועד כיתות י'-י"א אין להם מושג ברור כיצד מצוינת משרעת התנודות בפיזיקה.
במקרה של קפיץ ומטוטלת מתמטית, עדיף לכתוב את המשרעת במונחים של ערכים מקסימליים. זה Xmax. פירושו הסטייה המקסימלית ממיקום שיווי המשקל. לדוגמה, Хmax.=10 ס"מ, כלומר, הקפיץ, כאופציה, יימתח לכל היותר 10 ס"מ. זו תהיה משרעת התנודה.
בכיתה יא' הבוגרים לומדים תנודות אלקטרומגנטיות. ויש תנודות במטען, במתח ובחוזק הזרם. על מנת לרשום את משרעת המתח, נהוג לקבוע אותה כערך המקסימלי. עבור תשלום וכמויות אחרות, בהתאמה.
איך למצוא את משרעת התנודות?
בדרך כלל, בבעיות של מציאת המשרעת, מוצג גרף, דומה לזה שמוצג בתמונה למעלה. במקרה זה, המשרעת תהיה הערך המקסימלי לאורך ציר Y האנכי. המשרעת מוצגת כקו אדום.
לדוגמה, על זההאיור מציג גרף של התנודות של מטוטלת מתמטית.
בידיעה שהמשרעת של התנודה של מטוטלת מתמטית היא המרחק המקסימלי ממיקום שיווי המשקל, נוכל לקבוע שהערך המרבי של X=0.3 ס מ.
מצא את המשרעת באמצעות חישובים בדרכים הבאות:
1. אם העומס מבצע תנודות הרמוניות והנתיב שהגוף עובר ומספר התנודות ידועים בבעיה, אז המשרעת נמצאת כיחס בין הנתיב למספר התנודות כפול 4.
2. אם ניתנת מטוטלת מתמטית בבעיה, אז עם המהירות המרבית ואורך החוט הידועים, ניתן למצוא את המשרעת, שתהיה שווה למכפלת המהירות המקסימלית ולשורש הריבועי של היחס בין האורך ל האצת הנפילה החופשית. נוסחה זו דומה לנוסחה לתקופה של מטוטלת מתמטית.
משתמשים רק במהירות מרבית במקום 2p.
במשוואות, המשרעת היא כל מה שכתוב לפני משתנה הקוסינוס, הסינוס או האומגה.
מסקנה
במאמר זה, נאמר על האופן שבו מצוינת משרעת התנודות וכיצד היא נמצאת. נושא זה הוא רק חלק קטן מחלק גדול של תהליכים נדנודים, אבל זה לא מפחית מחשיבותו. הרי בלי להבין מהי משרעת, אי אפשר לעבוד נכון עם גרפים ולפתור משוואות.
