بسامد نوسان آونگ.
بسامد نوسان آونگ
برای تحلیل رابطه مكان، سرعت و شتاب نوسان آونگ بهتر است حرکتآونگ را از دیدگاه نیرو بررسی كنیم.
نیروهای وارد بر وزنه آونگ عبارت از وزن (mg) و كشش طناب (T) می‌باشند. نیروی T عمود بر مسیر حركت است بنابراین نمی‌تواند شتاب مماسی حاصل كند.
در واقع این موئلفه نیروی وزن در راستای حركت است كه باعث شتاب مماسی می‌شود. همان طور كه می‌بینید موئلفه مماسی وزن برابر mgsina است.
برای مشاهده فیلم روی شکل زیر کلیک کنید.
از آن جاکه جهت آن خلاف جهت جابجایی x است بنابراین داریم:
چون حركتِ هماهنگِ ساده مدنظر است بنابراین زاویه انحراف اوّلیه
بنابراین داریم:
طبق قانون دوّم نیوتن این نیرو باعث حركت شتاب دار جسم می‌شود. به طوری‌كه شتاب حركت از رابطه F=ma به‌دست می‌آید:
اما از قبل می‌دانیم كه معادله مكان و شتاب در حركتِ هماهنگِ ساده عبارت است از:
با جا گذاری x و a حركتِ هماهنگِ ساده در رابطه فوق خواهیم داشت:
البته به كمك این رابطه می‌توان بسامد نوسان آونگ را نیز به‌دست آورد.
پس بسامدِ زاویه‌ای در حركت نوسانی آونگ رابطه مستقیم با مجذور شتاب و رابطه عكس با مجذور طول آونگ دارد.
همان طور كه قبلاً دیده بودیم در روابط فوق F,
گروه مدرسه اینترنتی سایت تبیان - تهیه: محسنی
تنظیم: سمیرا بادامستانی