Как найти амплитуду функции

Что такое амплитуда колебаний: вы должны знать

Амплитуда колебаний объясняет максимальное или максимальное смещение колеблющегося тела. В статье подробно рассказывается о том, что такое амплитуда колебаний и как ее рассчитать.

Амплитуда — это величина колеблющегося тела, такая как угловая частота и период времени. Величина измеряет максимальное смещение тела по обе стороны от его среднего положения. Это означает, что он показывает нам, насколько колеблющееся тело отклоняется от своего среднего положения во время колебания.

Колебание предполагает движение тела вперед и назад от его равновесного или среднего положения. Каждое колебание имеет три основные характеристики: частота, период времени, и амплитуда. Из них мы уже обсуждали концепции частоты и периода времени в предыдущие статьи.

Давайте начнем обсуждение амплитуды колебаний или амплитуды колебаний с примера простой маятник . Маятник поворачивается под углом через свое среднее положение к максимальному расстоянию от его среднего положения. Максимальное или наибольшее расстояние колеблющегося тела от его центра или среднего положения называется его. максимальное смещение. Напротив, величина максимального смещения колеблющегося тела по обе стороны от среднего положения называется его величиной. амплитуда колебаний. Что такое амплитуда колебаний?
Как рассчитать амплитуду колебаний?

Из синусоидальный график , мы отметили, что амплитуда колебаний равна расстояние между гребнем, впадиной и средним положением.

Следовательно, амплитуда колебаний или величина максимального перемещения x равна x = Asin(ωt + Φ) …………(*)

Где А — амплитуда колебаний.

ω — угловая скорость.

Φ — фазовый сдвиг.

Мы обсудим, как вычислить уравнение амплитуды колебаний (*) из синусоидального графика в более поздней части.

Поскольку каждая волна имеет амплитуду, пики на графике показывают, что амплитуда объясняет степень или уровень изменения интенсивности в различных волны, такие как звук волны. Следовательно, это также интерпретируется как громкость звука. Что такое амплитуда колебаний?
Звуковые волны

На графике мы отметили, что разница между максимальным пиком амплитуды или положительным значением и самым низким пиком амплитуды или отрицательным значением называется величиной ‘размах амплитуды’ колеблющегося тела.

Как найти осцилляция Амплитуда из графика?

Мы можем получить амплитуду колебаний из графика синусоидальной функции колеблющегося тела.

Амплитуда колебаний определяется, когда мы зарисовываем график колеблющихся переменных, таких как смещение от времени. Пики на синусоидальном графике — это амплитуда колебаний, которая описывает расстояние, на которое тело колеблется от среднего положения с каждой стороны.

В любой колебательной системе величина изменения колебательной переменной тела при каждом колебании называется амплитуда колебаний. В большинстве случаев осциллирующая переменная равна смещение. Когда мы строим график синусоидальной функции с переменным смещением колебаний в качестве вертикальной оси и временем в качестве горизонтальной оси, расстояние по вертикали между средним значением и крайними точками кривой показывает амплитуду колебаний. Как рассчитать амплитуду колебаний?
(Кредит: Shutterstock)

На графике синусоидальной функции ось абсцисс рассматривается как среднее положение колеблющегося тела. Следовательно, каким бы ни было исходное положение тела, смещение измеряется от его среднего положения. Поскольку график является синусоидальной функцией, которая иллюстрирует периодические явленияпики на графике отображают параметры колеблющегося тела, такие как период и амплитуда. Как рассчитать амплитуду колебаний
сформировать график?

По пикам амплитуда колебаний рассчитывается как половина разницы между максимальным и минимальным значениями.

амплитуда = 1/2 середины макс. – ​​середина мин.

Следовательно, величина амплитуды колебаний всегда положительна.

Мы также можем найти амплитуду колебаний и период времени из обобщенного уравнения синусоидального графика следующим образом:

у = A⋅sin (B (x + C)) + D

где мы можем найти количество колеблющегося тела следующим образом:

Амплитуда колебаний:

Период времени:2π/B

Сдвиг фазы — насколько далеко тело перемещается по горизонтали от среднего положения: C.

Вертикальный сдвиг — насколько далеко тело перемещается по вертикали от среднего положения: D. Как рассчитать амплитуду колебаний?
График функции синусоидальной волны (предоставлено: математика)

Что такое амплитуда и частота колебаний?

Амплитуда и частота — это величины тел колебаний, которые определяют скорость колебаний.

Тело колеблется, когда оно перемещается из своего среднего положения в самое верхнее и возвращается в свое среднее положение. Здесь амплитуда представляет собой максимальное смещение тела от его среднего положения. В то время как частота показывает, насколько тело колеблется от своего среднего положения.

Что такое амплитуда и частота колебаний?

В зависимости от амплитуды и частоты колебания подразделяются на следующие три типа:

Предположим, что тело колеблется с убывающей амплитудой из-за наличия сила сопротивления воздуха и в какой-то момент времени он останавливается, поскольку обе величины его тела рассеялись. В таком случае это называется «затухающие колебания ».

Предположим, тело свободно колеблется с постоянной амплитудой и определенной частотой из-за отсутствия силы трения. В этом случае это называется «свободное колебание », и его частота называется ‘собственная частота’ колеблющегося тела.

Его еще называют колебанием натянутой струны или качанием. Предположим, что тело колеблется с уменьшающейся амплитудой из-за механической энергии качания, и оно приходит в состояние покоя, поскольку обе его величины рассеялись. В этом случае это называется ‘вынужденное колебание.

Возьмем, к примеру, подвешенный мяч для весла, который привязан к вашей руке. Амплитуда и частота колебаний
(Кредит: просвет)

Дело 1:

Если держать руку устойчиво, мяч будет подпрыгивать вверх и вниз, включая определенное количество ударов. демпфирование (То есть, сила сопротивления воздуха применяемый).

Дело 2:

Увеличивая частоту мяча, перемещая вашу руку вверх и вниз, мяч также реагирует увеличивающейся амплитудой. Если вы ведете мяч с частотой, равной его собственной частоте, его амплитуда увеличивается при каждом колебании. Событие приведения тела в движение с частотой, эквивалентной собственной частоте, называется резонанс . В то время как тело, выполняемое на своей естественной или основной частоте, считается резонировать.

Дело 3:

если вы, кроме того, увеличиваете его частоту выше, чем его собственная частота, его амплитуда начинает уменьшаться, пока колебания почти не исчезнут. Так что движение вашей руки больше не влияет на мяч.

Как найти амплитуду период и частоту колебаний по уравнению

Амплитуда колебаний (лат. amplitude — величина) — это наибольшее отклонение колеблющегося тела от положения равновесия.

Для маятника это максимальное расстояние, на которое удаляется ша­рик от своего положения равновесия (рисунок ниже). Для колебаний с малыми амплитудами за такое расстояние можно принимать как длину дуги 01 или 02, так и длины этих отрезков.

Амплитуда колебаний измеряется в единицах длины — метрах, санти­метрах и т. д. На графике колебаний амплитуда определяется как макси­мальная (по модулю) ордината синусоидальной кривой, (см. рис. ниже).

Период колебаний.

Период колебаний — это наименьший промежуток времени, через который система, соверша­ющая колебания, снова возвращается в то же состояние, в котором она находилась в начальный момент времени, выбранный произвольно.

Другими словами, период колебаний (Т) — это время, за которое совершается одно полное ко­лебание. Например, на рисунке ниже это время, за которое грузик маятника перемещается из крайней правой точки через точку равновесия О в крайнюю левую точку и обратно через точку О снова в крайнюю правую.

За полный период колебаний, таким образом, тело проходит путь, равный четы­рем амплитудам. Период колебаний измеряется в единицах времени — секундах, минутах и т. д. Период колебаний может быть определен по известному графику колебаний, (см. рис. ниже).

Понятие «период колебаний», строго говоря, справедливо, лишь когда значения колеблющей­ся величины точно повторяются через определенный промежуток времени, т. е. для гармоничес­ких колебаний. Однако это понятие применяется также и для случаев приблизительно повторяю­щихся величин, например, для затухающих колебаний.

Частота колебаний.

Частота колебаний — это число колебаний, совершаемых за единицу времени, например, за 1 с.

Единица частоты в СИ названа герцем (Гц) в честь немецкого физика Г. Герца (1857-1894). Если частота колебаний (v) равна 1 Гц, то это значит, что за каждую секунду совершается одно колебание. Частота и период колебаний связаны соотношениями:

.

В теории колебаний пользуются также понятием циклической, или круговой частоты ω. Она связана с обычной частотой v и периодом колебаний Т соотношениями:

.

Циклическая частота — это число колебаний, совершаемых за 2π секунд.

Характеристики колебаний

Чтобы описать колебательные процессы и отличить одни колебания от других, используют 6 характеристик. Они называются так (рис. 1):

• амплитуда,
• период,
• частота,
• циклическая частота,
• фаза,
• начальная фаза.

Такие величины, как амплитуду и период, можно определить по графику колебаний.

Начальную фазу, так же, определяют по графику, с помощью интервала времени \(\large \Delta t\), на который относительно нуля сдвигается начало ближайшего периода.

Частоту и циклическую частоту вычисляют из найденного по графику периода, по формулам. Они находятся ниже в тексте этой статьи.

А фазу определяют с помощью формулы, в которую входит интересующий нас момент времени t колебаний. Читайте далее.

Что такое амплитуда

Амплитуда – это наибольшее отклонение величины от равновесия, то есть, максимальное значение колеблющейся величины.

Измеряют в тех же единицах, в которых измерена колеблющаяся величина. К примеру, когда рассматривают механические колебания, в которых изменяется координата, амплитуду измеряют в метрах.

В случае электрических колебаний, в которых изменяется заряд, ее измеряют в Кулонах. Если колеблется ток – то в Амперах, а если – напряжение, то в Вольтах.

Часто обозначают ее, приписывая к букве, обозначающей амплитуду индекс «0» снизу.

К примеру, пусть колеблется величина \( \large x \). Тогда символом \( \large x_ \) обозначают амплитуду колебаний этой величины.

Иногда для обозначения амплитуды используют большую латинскую букву A, так как это первая буква английского слова «amplitude».

С помощью графика амплитуду можно определить так (рис. 2):

Что такое период

Когда колебания повторяются точно, изменяющаяся величина принимает одни и те же значения через одинаковые кусочки времени. Такой кусочек времени называют периодом.

Обозначают его обычно большой латинской буквой «T» и измеряют в секундах.

\( \large T \left( c \right) \) – период колебаний.

Одна секунда – достаточно большой интервал времени. Поэтому, хотя период и измеряют в секундах, но для большинства колебаний он будет измеряться долями секунды.

Чтобы по графику колебаний определить период (рис. 3), нужно найти два одинаковых значения колеблющейся величины. После, провести от этих значений к оси времени пунктиры. Расстояние между пунктирами – это период колебаний.

Период – это время одного полного колебания.

На графике период найти удобнее одним из таких способов (рис. 4):

Что такое частота

Обозначают ее с помощью греческой буквы «ню» \( \large \nu \).

Частота отвечает на вопрос: «Сколько полных колебаний выполняется за одну секунду?» Или же: «Сколько периодов умещается в интервал времени, равный одной секунде?».

Поэтому, размерность частоты — это единицы колебаний в секунду:

\( \large \nu \left( \frac \right) \).

Иногда в учебниках встречается такая запись \( \large \displaystyle \nu \left( c^ \right) \), потому, что по свойствам степени \( \large \displaystyle \frac = c^ \).

Начиная с 1933 года частоту указывают в Герцах в честь Генриха Рудольфа Герца. Он совершил значимые открытия в физике, изучал колебания и доказал, что существуют электромагнитные волны.

Одно колебание в секунду соответствует частоте в 1 Герц.

Чтобы с помощью графика определить частоту, нужно на оси времени определить период. А затем посчитать частоту по такой формуле:

Существует еще один способ определить частоту с помощью графика колеблющейся величины. Нужно отмерить на графике интервал времени, равный одной секунде, и сосчитать количество периодов колебаний, уместившихся в этот интервал (рис. 5).

Что такое циклическая частота

Колебательное движение и движение по окружности имеют много общего – это повторяющиеся движения. Одному полному обороту соответствует угол \(\large 2\pi\) радиан. Поэтому, кроме интервала времени 1 секунда, физики используют интервал времени, равный \(\large 2\pi\) секунд.

Число полных колебаний для такого интервала времени, называется циклической частотой и обозначается греческой буквой «омега»:

\( \large \displaystyle \omega \left( \frac > \right) \)

Примечание: Величину \( \large \omega \) так же называют круговой частотой, а еще — угловой скоростью (ссылка).

Циклическая частота отвечает на вопрос: «Сколько полных колебаний выполняется за \(\large 2\pi\) секунд?» Или же: «Сколько периодов умещается в интервал времени, равный \(\large 2\pi\) секунд?».

Обычная \( \large \nu \) и циклическая \( \large \omega \) частота колебаний связаны формулой:

Слева в формуле количество колебаний измеряется в радианах на секунду, а справа – в Герцах.

Чтобы с помощью графика колебаний определить величину \( \large \omega \), нужно сначала найти период T.

Затем, воспользоваться формулой \( \large \displaystyle \nu = \frac \) и вычислить частоту \( \large \nu \).

И только после этого, с помощью формулы \( \large \omega = 2\pi \cdot \nu \) посчитать циклическую \( \large \omega \) частоту.

Для грубой устной оценки можно считать, что циклическая частота превышает обычную частоту примерно в 6 раз численно.

Определить величину \( \large \omega \) по графику колебаний можно еще одним способом. На оси времени отметить интервал, равный \(\large 2\pi\), а затем, сосчитать количество периодов колебаний в этом интервале (рис. 6).

Что такое начальная фаза и как определить ее по графику колебаний

Отклоним качели на некоторый угол от равновесия и будем удерживать их в таком положении. Когда мы отпустим их, качели начнут раскачиваться. А старт колебаний произойдет из угла, на который мы их отклонили.

Такой, начальный угол отклонения, называют начальной фазой колебаний. Обозначим этот угол (рис. 7) какой-нибудь греческой буквой, например, \(\large \varphi_ \).

\(\large \varphi_ \left(\text \right) \) — начальная фаза, измеряется в радианах (или градусах).

Начальная фаза колебаний – это угол, на который мы отклонили качели, перед тем, как их отпустить. Из этого угла начнется колебательный процесс.

Рассмотрим теперь, как величина \(\large \varphi_ \) влияет на график колебаний (рис. 8). Для удобства будем считать, что мы рассматриваем колебания, которые происходят по закону синуса.

Кривая, обозначенная черным на рисунке, начинает период колебаний из точки t = 0. Эта кривая является «чистым», не сдвинутым синусом. Для нее величину начальной фазы \(\large \varphi_ \) принимаем равной нулю.

Вторая кривая на рисунке обозначена красным цветом. Начало ее периода сдвинуто вправо относительно точки t = 0. Поэтому, для красной кривой, начавшей новый период колебаний спустя время \(\large \Delta t\), начальный угол \(\large \varphi_ \) будет отличаться от нулевого значения.

Определим угол \(\large \varphi_ \) с помощью графика колебаний.

Обратим внимание (рис. 8) на то, что время, лежащее на горизонтальной оси, измеряется в секундах, а величина \(\large \varphi_ \) — в радианах. Значит, нужно связать формулой кусочек времени \(\large \Delta t\) и соответствующий ему начальный угол \(\large \varphi_ \).

Как вычислить начальный угол по интервалу смещения

Алгоритм нахождения начального угла состоит из нескольких несложных шагов.

• Сначала определим интервал времени, обозначенный синими стрелками на рисунке. На осях большинства графиков располагают цифры, по которым это можно сделать. Как видно из рис. 8, этот интервал \(\large \Delta t\) равен 1 сек.
• Затем определим период. Для этого отметим одно полное колебание на красной кривой. Колебание началось в точке t = 1, а закончилось в точке t =5. Взяв разность между этими двумя точками времени, получим значение периода.

\[\large T = 5 – 1 = 4 \left( \text \right)\]

Из графика следует, что период T = 4 сек.

• Рассчитаем теперь, какую долю периода составляет интервал времени \(\large \Delta t\). Для этого составим такую дробь \(\large \displaystyle \frac \):

Полученное значение дроби означает, что красная кривая сдвинута относительно точки t = 0 и черной кривой на четверть периода.

• Нам известно, что одно полное колебание — один полный оборот (цикл), синус (или косинус) совершает, проходя каждый раз угол \(\large 2\pi \). Найдем теперь, как связана найденная доля периода с углом \(\large 2\pi \) полного цикла.

Для этого используем формулу:

\(\large \displaystyle \frac \cdot 2\pi = \frac =\varphi_ \)

Значит, интервалу \(\large \Delta t\) соответствует угол \(\large \displaystyle \frac \) – это начальная фаза для красной кривой на рисунке.

• В заключение обратим внимание на следующее. Начало ближайшего к точке t = 0 периода красной кривой сдвинуто вправо. То есть, кривая запаздывает относительно «чистого» синуса.

Чтобы обозначить запаздывание, будем использовать знак «минус» для начального угла:

Примечание: Если на кривой колебаний начало ближайшего периода лежит левее точки t = 0, то в таком случае, угол \(\large \displaystyle \frac \) имеет знак «плюс».

Для не сдвинутого влево, либо вправо, синуса или косинуса, начальная фаза нулевая \(\large \varphi_ = 0 \).

Для синуса или косинуса, сдвинутого влево по графику и опережающего обычную функцию, начальная фаза берется со знаком «+».

А если функция сдвинута вправо и запаздывает относительно обычной функции, величину \(\large \varphi_ \) записываем со знаком «-».

Примечания:

1. Физики начинают отсчет времени из точки 0. Поэтому, время в задачах будет величиной не отрицательной.
2. На графике колебаний начальная фаза \( \varphi_ \) влияет на вертикальный сдвиг точки, из которой стартует колебательный процесс. Значит, можно для простоты сказать, что колебания имеют начальную точку.

Благодаря таким допущениям график колебаний при решении большинства задач можно изображать, начиная из окрестности нуля и преимущественно в правой полуплоскости.

Что такое фаза колебаний

Рассмотрим еще раз обыкновенные детские качели (рис. 9) и угол их отклонения от положения равновесия. С течением времени этот угол изменяется, то есть, он зависит от времени.

В процессе колебаний изменяется угол отклонения от равновесия. Этот изменяющийся угол называют фазой колебаний и обозначают \(\varphi\).

Различия между фазой и начальной фазой

Существуют два угла отклонения от равновесия – начальный, он задается перед началом колебаний и, угол, изменяющийся во время колебаний.

Первый угол называют начальной \( \varphi_ \) фазой (рис. 10а), она считается неизменной величиной. А второй угол – просто \( \varphi\) фазой (рис. 10б) – это величина переменная.

Как на графике колебаний отметить фазу

На графике колебаний фаза \(\large \varphi\) выглядит, как точка на кривой. С течением времени эта точка сдвигается (бежит) по графику слева направо (рис. 11). То есть, в разные моменты времени она будет находиться на различных участках кривой.

На рисунке отмечены две крупные красные точки, они соответствуют фазам колебаний в моменты времени t1 и t2.

А начальная фаза на графике колебаний выглядит, как место, в котором находится точка, лежащая на кривой колебаний, в момент времени t=0. На рисунке дополнительно присутствует одна мелкая красная точка, она соответствует начальной фазе колебаний.

Как определить фазу с помощью формулы

Пусть нам известны величины \(\large \omega\) — циклическая частота и \(\large \varphi_ \) — начальная фаза. Во время колебаний эти величины не изменяются, то есть, являются константами.

Время колебаний t будет величиной переменной.

Фазу \(\large \varphi\), соответствующую любому интересующему нас моменту t времени, можно определить из такого уравнения:

Левая и правая части этого уравнения имеют размерность угла (т. е. измеряются в радианах, или градусах). А подставляя вместо символа t в это уравнение интересующие нас значения времени, можно получать соответствующие им значения фазы.

Что такое разность фаз

Обычно понятие разности фаз применяют, когда сравнивают два колебательных процесса между собой.

Рассмотрим два колебательных процесса (рис. 12). Каждый имеет свою начальную фазу.

\( \large \varphi_ \) – для первого процесса и,

\( \large \varphi_ \) – для второго процесса.

Определим разность фаз между первым и вторым колебательными процессами:

Величина \(\large \Delta \varphi \) показывает, на сколько отличаются фазы двух колебаний, она называется разностью фаз.

Как связаны характеристики колебаний — формулы

Движение по окружности и колебательное движение имеют определенную схожесть, так как эти виды движения могут быть периодическими.

Поэтому, основные формулы, применимые для движения по окружности, подойдут так же, для описания колебательного движения.

• Связь между периодом, количеством колебаний и общим временем колебательного процесса:

\( \large T \left( c \right) \) – время одного полного колебания (период колебаний);

\( \large N \left( \text \right) \) – количество полных колебаний;

\( \large t \left( c \right) \) – общее время для нескольких колебаний;

• Период и частота колебаний связаны так:

\(\large \nu \left( \text \right) \) – частота колебаний.

• Количество и частота колебаний связаны формулой:

• Связь между частотой и циклической частотой колебаний:

\(\large \displaystyle \omega \left( \frac > \right) \) – циклическая (круговая) частота колебаний.

• Фаза и циклическая частота колебаний связаны так:

\(\large \varphi_ \left( \text \right) \) — начальная фаза;

\(\large \varphi \left( \text \right) \) – фаза (угол) в выбранный момент времени t;

• Между фазой и количеством колебаний связь описана так:

• Интервал времени \(\large \Delta t \) (сдвигом) и начальная фаза колебаний связаны:

\(\large \Delta t \left( c \right) \) — интервал времени, на который относительно точки t=0 сдвинуто начало ближайшего периода.

Гармонические колебания

О чем эта статья:

9 класс, 11 класс, ЕГЭ/ОГЭ

Механические колебания

Механические колебания — это физические процессы, которые точно или приблизительно повторяются через одинаковые интервалы времени.

Колебания делятся на два вида: свободные и вынужденные.

Свободные колебания

Это колебания, которые происходят под действием внутренних сил в колебательной системе.

Они всегда затухающие, потому что весь запас энергии, сообщенный в начале, в конце уходит на совершение работы по преодолению сил трения и сопротивления среды (в этом случае механическая энергия переходит во внутреннюю). Из-за этого свободные колебания почти не имеют практического применения.

Вынужденные колебания

А вот вынужденные колебания восполняют запас энергии внешним воздействием. Если это происходит каждый период, то колебания вообще затухать не будут.

Вынужденные колебания — это колебания, которые происходят под действием внешней периодически меняющейся силы.

Частота, с которой эта сила воздействует, равна частоте, с которой система будет колебаться.

Например, качели. Если вас кто-то будет на них качать, каждый раз давая толчок, когда вы приходите в одну и ту же точку — такое колебание будет считаться вынужденным.

Это колебание все еще будет считаться вынужденным, если вас будут раскачивать из положения равновесия. Просто в данном случае амплитуда (о которой речь пойдет чуть ниже) будет увеличиваться с каждым колебанием.

Автоколебания

Иногда вынужденному колебанию не нужно внешнего воздействия, чтобы случиться. Бывают такие системы, в которых это внешние воздействие возникает само из-за способности регулировать поступление энергии от постоянного источника.

У автоколебательной системы есть три важных составляющих:

• сама колебательная система
• источник энергии
• устройство обратной связи, обеспечивающей связь между источником и системой

Часы с кукушкой — пример автоколебательной системы. Гиря на ниточке (цепочке) стремится вращать зубчатое колесо (храповик). При колебаниях маятника анкер цепляет за зубец, и вращение приостанавливается.

Но в результате маятник получает толчок, компенсирующий потери энергии из-за трения. Потенциальная энергия гири, которая постепенно опускается, расходуется на поддержание незатухающих колебаний.

Характеристики колебаний

Чтобы перейти к гармоническим колебаниям, нам нужно описать величины, которые помогут нам эти колебания охарактеризовать. Любое колебательное движение можно описать величинами: период, частота, амплитуда, фаза колебаний.

Период — это время одного полного колебания. Измеряется в секундах и обозначается буквой T.

Формула периода колебаний

T = t/N

N — количество колебаний [—]

Также есть величина, обратная периоду — частота. Она показывает, сколько колебаний совершает система в единицу времени.

Формула частоты

ν = N/t = 1/T

N — количество колебаний [—]

Амплитуда — это максимальное отклонение от положения равновесия. Измеряется в метрах и обозначается либо буквой A, либо x max .

Она используется в уравнении гармонических колебаний:

Гармонические колебания

Простейший вид колебательного процесса — простые гармонические колебания, которые описывают уравнением:

Уравнение гармонических колебаний

x — координата в момент времени t [м]

t — момент времени [с]

(2πνt) в этом уравнении — это фаза. Ее обозначают греческой буквой φ

Фаза колебаний

t — момент времени [с]

Фаза колебаний — это физическая величина, которая показывает отклонение точки от положения равновесия. Посмотрите на рисунок, на нем изображены одинаковые фазы:

Например, в тех же самых часах с кукушкой маятник совершает колебания. Он качается слева направо и приходит в самую правую точку. В той же фазе он будет находиться, когда придет в ту же точку, идя справа налево. Если мы возьмем точку на сантиметр левее самой правой, то идя в нее не слева направо, а справа налево, мы получим уже другую фазу.

На рисунке ниже показаны положения тела через одинаковые промежутки времени при гармонических колебаниях. Такую картину можно получить при освещении колеблющегося тела короткими периодическими вспышками света (стробоскопическое освещение). Стрелки изображают векторы скорости тела в различные моменты времени.

Если изменить период, начальную фазу или амплитуду колебания, графики тоже изменятся.

На рисунке ниже во всех трех случаях для синих кривых начальная фаза равна нулю, а в последнем (с) — красная кривая имеет меньшую начальную фазу.

В первом случае (а) красная кривая описывает колебание, у которого амплитуда больше колебания, описанного синей линией.

Во втором случае (b) красная кривая отличается от синей только значением периода — у красной период в два раза меньше.

Математический маятник

Математический маятник — отличный пример гармонических колебаний. Если мы подвесим шарик на нити, то это еще не будет математическим маятником — пока он только физический.

Математическим этот маятник станет, если размеры шарика много меньше длины нити (тогда этими размерами можно пренебречь и рассматривать шарик как материальную точку), растяжение нити очень мало, а масса нити во много раз меньше массы шарика.

Математическим маятником называется система, которая состоит из материальной точки массой m и невесомой нерастяжимой нити длиной l, на которой материальная точка подвешена, и которая находится в поле силы тяжести (или других сил).

Период малых колебаний математического маятника в поле силы тяжести Земли определяется по формуле:

Формула периода колебания математического маятника

l — длина нити [м]

g — ускорение свободного падения [м/с 2 ]

На планете Земля g = 9,8 м/с 2

Пружинный маятник

Пружинный маятник — это груз, прикрепленный к пружине, массой которой можно пренебречь.

В пружинном маятнике колебания совершаются под действием силы упругости.
Пока пружина не деформирована, сила упругости на тело не действует.

Формула периода колебания пружинного маятника

m — масса маятника [кг]

k — жесткость пружины [Н/м]

Закон сохранения энергии для гармонических колебаний

Физика — такая клевая наука, в которой ничего не исчезает бесследно и не появляется из ниоткуда. Эту особенность описывает закон сохранения энергии.

Как найти амплитуду, период и формулу функции №5?

А) Амплитуда. A=(Ymax-Ymin)/2=(68-­<wbr />44)/2=12.

Б) Период. T=(Xmin-Xmax)*2=(12-­<wbr />4)*2=16

Здесь Xmin — точка минимума, Xmax — точка максимума.

В) Амплитуда a=(7-3)/2=2

Осевая линия синусоиды y=(7+3)/2=5, d=5

Так как в ромбе все четыре стороны равны, совсем несложно найти одну из них, если известен его периметр — просто делим на четыре.

И опять несложно определить одну из сторон, если известны площадь ромба и его высота:

нужно площадь разделить на высоту

Немножко сложнее, если известны диагонали — здесь без теоремы Пифагора и извлечением из под корня не обойтись:

сторона ромба равна половине корня квадратного от суммы квадратов диагоналей

на рисунке d1=D и d2=d

Также есть много других формул (более сложных), где сторону ромба можно найти через площадь и угол, через диагональ и угол и другие

Каждая из них является производной другой, Но. Не забудьте в одном случае поменять знак.

Т.е. [sin(x)]’=cos(x); [cos(x)]’=-sin(x). Больше тут не ничего ни убавить, ни прибавить. Эх, всё равно до 200 знаков не хватило.

Пусть дана функция y=f(x), так вот если x (в данном случае он называется промежуточным аргументом) как-нибудь зависит, например, x=g(t), тогда y=f(g(t)) и есть композиция функций, а именно: y=f(x) и x=g(t). То есть чтобы по правиоу f найти y, надо сначала найти x, который зависит от t, по правилу g.

P. S. Надо заметить, что такую «матрёшку» можно обобщать до любого числа промежуточных аргументов.

Заявление про несильного математика не вяжется со словами «изобрел процессор».

Еще меньше верится в «изобретение процессора», потому как выдает вашу некомпетентность в понимании вычислений.

Любая задача сводится к комплексу простейших вычислениям. Кому как не изобретателю процессора этого не знать?

Вы лучше школу закончите и ВУЗ тематический. Потом будете «процессоры изобретать».

Что до задачи, вон биткоины майните или мегабитный ключ шифрования вскройте.

Функция монотонна только в том случае, если она либо убывающая, либо возрастающая.

Теперь давайте разберемся, что же такое возрастающая и убывающая функция.

Функция f(x) называется возрастающей, если для любых x1, x2 из области определения функции таких, что x1 > x2, верно следующее неравенство: f(x1) > f(x2).

Функция f(x) называется убывающей, если для любых x1, x2 из области определения функции таких, что x1 > x2, верно следующее неравенство: f(x1) < f(x2).

Амплитуда, в теории функций

в теории эллиптических функций есть верхний предел у интеграла . Эта функция означается amx, и вместо sin amx, cos amx пишут snx, cnx, a вместо пишут Δamx, или dnx.
Так как то, зная разложение dnu в ряд, можно из него вывести и разложение amx в ряд. Получается

Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон . 1890—1907 .

Смотреть что такое «Амплитуда, в теории функций» в других словарях:

Амплитуда в теории функций — в теории эллиптических функций есть верхний предел у интеграла . Эта функция означается amx, и вместо sin amx, cos amx пишут snx, cnx, a вместо пишут Δamx, или dnx. Так как то, зная разложение dnu в ряд, можно из него вывести и разложение amx в… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Амплитуда — максимальное значение смещения или изменения переменной величины от среднего значения при колебательном или волновом движении. Неотрицательная скалярная величина, размерность которой совпадает с размерностью определяемой физической величины.… … Википедия

Амплитуда — в теории эллиптических функций есть верхний предел jинтеграла Эта функция означается аmx и вместо sin аmх, cos amx, пишутsnx, cnx, a вместо пишут Damx или dnx. Так как , то, зная разложение dnuв ряд, можно из него вывести и разложение amx в ряд.… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

Комплексное число — Запрос «Мнимая величина» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Запрос «Re» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Запрос «Im» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Комплексные[1] числа (устар. Мнимые числа … Википедия

Принцип наименьшего действия — Гамильтона (также просто принцип Гамильтона), точнее принцип стационарности действия способ получения уравнений движения физической системы при помощи поиска стационарного (часто экстремального, обычно, в связи со сложившейся традицией… … Википедия

Сильные взаимодействия — одно из основных фундаментальных (элементарных) взаимодействий природы (наряду с электромагнитным, гравитационным и слабым взаимодействиями). Частицы, участвующие в С. в., называются адронами, в отличие от Фотона и лептонов (См. Лептоны)… … Большая советская энциклопедия

Квантовая теория поля — Квантовая теория поля квантовая теория систем с бесконечным числом степеней свободы (полей физических (См. Поля физические)). К. т. п., возникшая как обобщение квантовой механики (См. Квантовая механика) в связи с проблемой описания… … Большая советская энциклопедия

Квантовая механика — волновая механика, теория устанавливающая способ описания и законы движения микрочастиц (элементарных частиц, атомов, молекул, атомных ядер) и их систем (например, кристаллов) а также связь величин, характеризующих частицы и системы, с… … Большая советская энциклопедия

Ряды Фурье — Ряд Фурье представление произвольной функции f с периодом τ в виде ряда Этот ряд может быть также переписан в виде . где Ak амплитуда k го гармонического колебания (функции cos), кру … Википедия

Фурье ряд — Ряд Фурье представление произвольной функции f с периодом τ в виде ряда Этот ряд может быть также переписан в виде . где Ak амплитуда k го гармонического колебания (функции cos), кру … Википедия