Բնության մեջ մեխանիկական շարժումները խիստ բազմազան են: Դրանցում իրենց յուրահատկությամբ առանձնանում են տատանողական շարժումները կամ մեխանիկական տատանումնները:
Տատանումները շարժումներ են, որոնք կատարվում են հերթականորեն՝ հակադիր ուղղություններով: Տատանումներն ունեն բնորոշ հատկություն՝ կրկնելիություն:
Այն ամենափոքր ժամանակամիջոցը, որի ընթացքում տատանումները կրկնվում են, կոչվում է տատանման պարբերություն (\(T\)) :
Տատանումների պարբերությունը մեկ լրիվ տատանում կատարելու համար անհրաժեշտ ժամանակամիջոցն է։
Տատանումների պարբերությունը որոշելու համար անհրաժեշտ է t ժամանակը բաժանել այդ ընթացքում կատարված տատանումների n թվի վրա.
Տատանումների հաճախությունը մեկ վայրկյանում կատարվող տատանումների թիվն է։
Ուշադրություն
Միավորների ՄՀ-ում հաճախության չափման միավոր է ընդունված մեկ հերցը (\(1\) Հց)` գերմանացի ֆիզիկոս Հ. Հերցի պատվին (\(1857-1894\) թթ.)։
Տատանումների \(T\) պարբերության և հաճախության համար ճիշտ են այն բոլոր բանաձևերը`
և
Տատանումների լայնույթն այն առավելագույն հեռավորությունն է, որի չափով իր հավասարակշռության դիրքից կարողանում է հեռանալ տատանվող մարմինը։
Ուշադրություն
Տատանումների լայնույթը չափվում է երկարության միավորներով` մետրով, սանտիմետրով և այլն։
Օրինակ
Տատանողական շարժումը դիտարկենք թելավոր և զսպանակավոր ճոճանակների օրինակներով։
Զսպանակավոր ճոճանակը \(k\) կոշտությամբ անկշիռ զսպանակից կախված \(m\) զանգվածով բեռ է և ի վիճակի է տատանվել զսպանակի առաձգականության ուժի շնորհիվ։
Մաթեմատիկական և զսպանակավոր ճոճանակների տատանումները, որոնք քննարկվել են նախորդ պարագրաֆներում, կոչվում են ազատ:
Տատանումների գրաֆիկի ձևի մասին կարելի է դատել՝ կատարելով հետևյալ փորձը.
Այն տատանումները, որոնք կատարվում են համակարգում գործող ներքին ուժերի շնորհիվ, անվանում են ազատ տատանումներ:
Եթե ներքին ուժերի թվում կան նաև շփման կամ դիմադրության ուժեր, ապա տատանումների լայնույթն աստիճանաբար փոքրանում է:
Այն տատանումները, որոնց լայնույթն աստիճանաբար փոքրանում է, անվանում են մարող տատանումներ:
Դիմադրության և շփման ուժերը միշտ գոյություն ունեն: Չմարող, այսինքն այնպիսի տատանումներ, որոնց լայնույթն աստիճանաբար չփոքրանա ստանալու համար, պետք է որ համակարգի վրա ազդի պարբերաբար փոխազդող ուժ:
Այն տատանումները, որոնք կատարվում են արտաքին պարբերաբար փոփոխվող ուժի առկայությամբ, անվանում են հարկադրական տատանումներ:
Օրինակ
Երբ մաթեմատիկական ճոճանակը հանում են հավասարակշռության վիճակից, այդպիսով նրան հաղորդում են որոշակի \(E\) պոտենցիալ էներգիա: Երբ ճոճանակը, թափ առնելով շրջանի աղեղով, սրընթաց ցած է իջնում (դեպի հավասարակշռության դիրքը), նրա պոտենցիալ էներգիան նվազում է, իսկ կինետիկը` աճում: Միջին դիրքում \(E\) կինետիկ էներգիան առավելագույնն է, իսկ պոտենցիալը` նվազագույնը (հավասար է զրոյի):
Օրինակ
Այն բանից հետո, երբ ճոճանակը իներցիայով շարունակի հեռանալ հավասարակշռության դիրքից, նրա կինետիկ էներգիան կսկսի նվազել, իսկ պոտենցիալը` աճել: Եզրային դիրքում ճոճանակի պոտենցիալ էներգիան կհասնի իր առավելագույն արժեքին, իսկ կինետիկ էներգիան կվերածվի զրոյի: Այնուհետև այս ամենը կկրկնվի հակառակ հաջորդականությամբ: Այսինքն, տատանումների ընթացքում նրա պոտենցիալ էներգիան պարբերաբար փոխակերպվում է կինետիկ էներգիայի, իսկ կինետիկ էներգիան` պոտենցիալի.
Ուշադրություն
Այս էներգիաներից յուրաքանչյուրն առանձին-առանձին փոփոխվում է, սակայն դրանց գումարը (այսինքն` \(E լրիվ)\ մեխանիկական էներգիան) շփման և դիմադրության ուժերի բացակայության դեպքում մնում է անփոփոխ:
Այդ ուժերի առկայությամբ պոտենցիալ և կինետիկ էներգիաների հաջորդական փոխակերպումներից ամեն մեկի ընթացքում լրիվ մեխանիկական էներգիայի որոշ կորուստ է լինում:
Աղբյուրները
Ս. Վ. Գրոմով , Ն. Ա. Ռոդինա, Ֆիզիկա-8, հանրակրթական դպրոցի դասագիրք ( I, II, III և V գլուխների հեղինակ Ա. Մամյան); Երևան, Անտարես -2014 թ.