El estudio de las vibraciones mecánicas

A nuestro alrededor el mundo físico está lleno de movimiento. Casi imposible encontrar al menos un cuerpo físico, lo que podría ser considerado como en reposo. Además uniformemente hacia adelante rectilíneo de movimiento, el movimiento de una trayectoria compleja, aceleración movimiento y otros, podemos observar primera parte, o sufrir el impacto de los movimientos recurrentes de objetos materiales.

El hombre se había dado cuenta de los rasgos distintivos y características de los movimientos oscilatorios, e incluso aprendido a utilizar las vibraciones mecánicas para sus propios fines. Todos los procesos de tiempo recurrente periódicamente pueden vibraciones mencionados. Las vibraciones mecánicas son sólo una parte de los diversos fenómenos del mundo, que tiene lugar en prácticamente las mismas leyes. En un ejemplo visual de los movimientos repetitivos mecánicos pueden hacer las reglas básicas y determinar las leyes que se originan procesos oscilatorios electromagnéticos, electromecánicos y otros.

La naturaleza de las oscilaciones periódicas mecánica se sitúa en la conversión de energía potencial en energía cinética. Para describir un ejemplo de cómo la conversión de energía tiene lugar por vibraciones mecánicas puede ser, considerando la pelota, suspendido en un resorte. En reposo la fuerza de gravedad está equilibrado por la fuerza elástica del resorte. Pero es necesario que el sistema salga de la fuerza de equilibrio, lo que desencadena el movimiento de un lado del punto de equilibrio, ya que la energía potencial comenzará su transformación en energía cinética. Y que, a su vez, desde el momento de pasar de la posición de la bola cero comienza a convertirse en potencial. Este proceso se lleva a cabo siempre y cuando las condiciones de existencia del sistema cerca de impecable.

Matemáticamente considerado fluctuaciones ideales que ocurren en la función seno o coseno. Tales procesos se denominan oscilaciones armónicas. El ejemplo ideal del movimiento mecánico es las oscilaciones armónicas de la péndulo en absolutamente vacío, cuando no hay influencia de las fuerzas de fricción. Pero es el caso absolutamente impecable, para lograr que técnicamente es muy difícil.

Las vibraciones mecánicas, a pesar de su duración, tarde o temprano terminan, y el sistema ocupa una posición de equilibrio relativo. Esto ocurre debido al desperdicio de energía para superar la resistencia del aire, la fricción y otros factores, inevitablemente dará lugar a un ajuste de los cálculos en la transición desde el ideal a las condiciones reales en las que se encuentra el sistema en cuestión.

Inexorablemente al estudio y análisis profundo, es necesario describir matemáticamente las vibraciones mecánicas. Fórmula este proceso incluyen cantidades tales como la amplitud (A), la frecuencia de oscilación (w), la fase inicial (a). Una función del desplazamiento (X) frente al tiempo (t) tiene la forma de una forma clásica

x = Acos (wt + a).

También vale la pena mencionar el valor caracterización de las vibraciones mecánicas, que tiene un nombre – el período (T), que se define matemáticamente como

T = 2π / w.

Las vibraciones mecánicas, además de la visibilidad de la descripción no mecánica de los procesos de vacilación naturaleza, que están interesados en algunas de las propiedades que, cuando se utiliza correctamente, pueden proporcionar algún beneficio, y si no se corrige, – conducir a problemas significativos.

Especial atención debe prestarse al fenómeno de un fuerte aumento en la amplitud de las oscilaciones forzadas que vienen cuando la frecuencia de los efectos de la fuerza motriz a la frecuencia de las oscilaciones del cuerpo. Se llama resonancia. Ampliamente utilizado en la electrónica, sistemas mecánicos, fenómeno de resonancia se manifiesta principalmente naturaleza destructiva, hay que considerar al crear una amplia variedad de estructuras y sistemas mecánicos.

Una manifestación adicional de vibraciones mecánicas es una vibración. Su aspecto puede tener no sólo una cierta incomodidad, sino también para llevar a la aparición de la resonancia. Pero aparte de los efectos negativos, vibraciones locales con baja intensidad de los síntomas pueden influir favorablemente en general en el cuerpo humano, mejorar el estado funcional del sistema nervioso central, e incluso acelerar la cicatrización de heridas , etc.

Las realizaciones adicionales manifestación de oscilaciones mecánicas de ultrasonido puede distinguir el fenómeno sonoro. propiedades mecánicas útiles de estas ondas y otras manifestaciones de las oscilaciones mecánicas se utilizan ampliamente en diversos campos de la actividad humana.