Як позначається амплітуда коливань? Як знайти амплітуду?

Починаючи з сьомого класу в школах починають викладати таку тему, як "Механічні коливання". Починаючи з ОГЕ і закінчуючи ЄДІ, ця тема простежується в багатьох іспитах і вступних випробуваннях. Важливою частиною її є вивчення поняття амплітуди коливань. Тому для початку ознайомимося з тим, що таке амплітуда коливань і як позначається амплітуда коливань у фізиці, адже з часом багато забувається, а саме даної змінної чомусь у багатьох школах приділяють найменше уваги.

Що таке амплітуда коливань?

Амплітуда коливань-це максимально можливе відхилення або зміщення величини в більшу або меншу сторону від положення рівноваги або від середнього значення. Наприклад, для пружинного маятника положення рівноваги - це спочиває на пружині вантаж, а коли він починає рухатися, то знаходить певну амплітуду, яка визначається розтягуванням або стисненням пружини.

Для математичного ж маятника трохи простіше-максимальне відхилення вантажу від положення спокою - це і є амплітуда коливань.

У той час як амплітуда коливань радіохвиль вважається саме по відхиленню від середнього значення.

Тепер перейдемо до того, який буквою позначається амплітуда коливань.

Позначення

У сьомому класі дітей привчають позначати амплітуду коливань простою буквою "А". Наприклад: а=4 см, тобто амплітуда дорівнює чотирьом сантиметрам.

Але вже у восьмому класі учні вивчають таке поняття, як механічна робота, і саме вона у фізиці позначається буквою "А". Учні починають плутатися в цих значеннях, і до 10-11-у класу не мають чіткого уявлення про те, як позначається амплітуда коливань у фізиці.

У випадку з пружинними і математичними маятниками найкращий записувати амплітуду через максимальні значення. Тобто Хмакс. означає максимальне відхилення від положення рівноваги. Наприклад Хмакс.=10 см, тобто пружина, як варіант, розтягнеться максимум на 10 см. Це і буде амплітудою коливань.

У 11-му класі випускники вивчають електромагнітні коливання. І там зустрічаються коливання заряду, напруги і сили струму. Для того щоб записати амплітуду напруги, прийнято позначати її як максимальне значення. Для заряду і інших величин відповідно.

Як знайти амплітуду коливань?

Зазвичай в задачах на знаходження амплітуди представлений графік, подібний до того, що намальований на зображенні вище. В такому випадку амплітудою буде максимальне значення по вертикальній осі Y. Амплітуда показано червоною рискою.

Наприклад, на даному малюнку зображений графік коливань математичного маятника.

Знаючи, що амплітуда коливань математичного маятника-це максимальне віддалення від положення рівноваги, можемо визначити, що максимальне значення х=0,3 см.

Знайти амплітуду за допомогою обчислень можна наступними способами:

1. Якщо вантаж здійснює гармонійні коливання і в задачі відомі шлях, який проходить тіло, і кількість коливань, то амплітуда знаходиться як відношення шляху до кількості коливань, помноженому на 4.

2. Якщо в задачі дано математичний маятник, то при відомих максимальної швидкості і довжині нитки можна знайти амплітуду, яка буде дорівнює добутку максимальної швидкості на квадратний корінь з відношення довжини до прискорення вільного падіння. Ця формула схожа на формулу періоду математичного маятника.

Тільки замість 2П використовується максимальна швидкість.

У рівняннях же амплітудою є все те, що записано до косинуса, синуса або змінної омеги.

Укладення

У цій статті було сказано про те, як позначається амплітуда коливань і як вона знаходиться. Дана тема є лише малою часткою великого розділу коливальних процесів, але це не знижує її важливості. Адже не розуміючи, що таке амплітуда, неможливо працювати з графіками правильно і вирішувати рівняння.