発振

この記事では、物理学における振動とは何かについて説明します。振動の意味、振動を引き起こす動きの例、その性質、振動の種類について説明します。

振動とは何ですか?

振動とは、振動運動の各振動です。言い換えれば、振動とは、中心位置 (または平衡位置) を中心とした系の時間の繰り返しの変化です。

したがって、物体が 2 つの位置の間で動作を繰り返すと、振動します。したがって、振動とは、移動体が行う前後の動き、つまり、一方の端から他方の端へ、そして最初の端へ戻る動きのことです。

たとえば、振り子の運動は振動運動であるため、振動します。したがって、振り子から吊り下げられた質量が一方の端からもう一方の端まで行ってこの端に戻る各運動は振動です。

振動の例

振動の定義を理解したら、このセクションでは、その意味を完全に理解するために、振動を引き起こす動きの例をいくつか見ていきます。

振動を伴う動きの例:

• バネからぶら下がった質量の振動。
• 振り子の振動。
• ギターの弦によって起こる振動。
• 水たまりに石を投げることによって生じる波の振動。
• 電磁波の振動。

振動運動の特徴

振動を起こす動きには次のような特徴があります。

• 伸長 (x) : ある瞬間に振動運動を行う体の位置です。それは体がバランスの取れた位置から離れることを表します。
• 振幅 (A) : 振動運動の最大範囲です。したがって、それは最大位置と平衡位置の間の差です。
• 振動周期 (T) : これは、物体が完全に振動するのにかかる時間、つまり、完全に往復するのにかかる時間です。
• 振動周波数 (f) : 単位時間あたりに身体が行う振動または振動の数です。
• 角周波数または脈動 (ω) : これは、物体が振動を実行する速度です。

次の画像では、振動運動の伸びを時間の関数としてグラフで示しています。

振動運動の公式

次の式を使用すると、瞬間に応じて振動運動の伸びを計算できます。したがって、振動運動の振動を説明する数学方程式は次のとおりです。

金：

• 

  振動運動を行う体の伸びです。

• 

  振動運動の振幅です。

• 

  は角周波数または脈動です。

• 

  伸びが計算される瞬間です。

• 

  振動運動の初期段階です。

振動の種類

振動の種類は次のとおりです。

• 自由振動: システムは一方の側からもう一方の側に振動し、散逸力が存在しない場合はその状態が無限に残ります。たとえば、バネから吊り下げられた質量によって生じる振動などです。
• 減衰振動: 摩擦やその他の抵抗により、システムの振動はますます小さくなります。したがって、このタイプの振動の振幅は、システムが振動を停止して平衡位置に戻る点に達するまで徐々に減少します。たとえば、振り子の振動運動です。
• 強制振動: システムは外部の周期的な力の作用によって振動するため、力が停止するとシステムの振動も停止します。たとえば、子供がブランコに乗って他人に押してもらうことで振動する動きなどです。