تذبذب (فيزياء)

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
Simple harmonic oscillator.gif

التذبذب أو التواتر هو تغير متكرر لقياس ما حول قيمة مركزية محددة تسمى نقطة التوازن أو حول حالتين أو أكثر.[1][2][3] يُسمى التذبذب المكيانيكي اهتزازاً. من الأمثلة على التذبذب حركة البندول الذي يتأرجح بين اليمين واليسار حول نقطة وسطية هي نقطة الاتزان، وايضاً الشكل الموجي للتيار المتناوب .

ولا ينحصر التذبذب في الأنظمة الفيزيائية فقط، بل نجده أيضا في دورات حيوية مثل دورة النباتات عبر فصول السنة أو في المجتمع الإنساني.

تذبذب توافقي[عدل]

الاهتزاز التوافقي.pngSimple harmonic oscillator.gif
تغير الإزاحة مع الزمن .

ندرس هنا بغرض التوضيح الذبذبة التوافقية نظرا لأهميتها :

ويبين الرسم البياني ذبذبة توافقية ذات إزاحة

للمطال والدورة .

وتعطي القيمة مقدار الإزاحة عند الزمن ، ويعطي المطال القيمة العظمى للإزاحة . والدورة T هي الزمن الذي يتم فيه البندول ذبذبة كاملة ويصل بعدها إلى نفس نقطة البداية.

يسمى معكوس زمن الدورة f التردد.

أي أن:

.

كما يوجد رمز آخر للتردد ويقاس بوحدة بالهرتز .

الذبذبة التوافقية والنظام الخطي[عدل]

وتوصف الحركة المذبذبة بأنها ذبذبة توافقية إذا كانت القوة المتحكمة في النظام متناسبة تناسبا طرديا مع الإزاحة . وتسمى هذه الحالة أيضا في الرياضيات بالنظام الخطي ، حيث تتغير القوة خطيا مع الإزاحة . أي إذا تضاعفت القوة تضاعفت الإزاحة وهكذا.

ويمكن وصف تلك الحركة التوافقية بالمعادلة :

حيث:

 = المطال
 = الطور عند الزمن = 0.

حيث يسمى:

الطور الكلي، كما يسمى :

f أو التردد .

ويسمي حاصل ضرب التردد في ,

التردد الزاوي = . f

للحركة. وبإدخال تعبير التردد الزاوي يمكن اختصار المعادلات :

فإذا فاضلنا المعادلة بالنسبة للزمن نحصل على:

حيث:

 = سرعة الجسم المتذبذب .

وبإجراء التفاضل مرة ثانية :

حيث:

 = تسارع الجسم المتذبذب.

اقرأ أيضا[عدل]

مراجع[عدل]

  1. ^ "معلومات عن تذبذب (فيزياء) على موقع thes.bncf.firenze.sbn.it". thes.bncf.firenze.sbn.it. مؤرشف من الأصل في 2019-12-14.
  2. ^ "معلومات عن تذبذب (فيزياء) على موقع britannica.com". britannica.com. مؤرشف من الأصل في 2019-03-31.
  3. ^ "معلومات عن تذبذب (فيزياء) على موقع psh.techlib.cz". psh.techlib.cz. مؤرشف من الأصل في 2019-12-14.