진동

이 기사에서는 물리학에서 진동이 무엇인지 설명합니다. 진동의 의미, 진동을 일으키는 움직임의 예, 진동의 속성 및 다양한 유형의 진동이 무엇인지 확인할 수 있습니다.

진동이란 무엇입니까?

진동은 진동 운동의 각 진동입니다. 즉, 진동은 중심 위치(또는 평형 위치)를 중심으로 시스템 시간의 반복적인 변화입니다.

따라서 신체가 두 위치 사이에서 움직임을 반복하면 진동하게 됩니다. 따라서 진동은 이동체가 만드는 각각의 앞뒤 움직임, 즉 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 그리고 다시 처음 끝으로 돌아가는 움직임입니다.

예를 들어, 진자의 움직임은 진동 운동이므로 진동합니다. 따라서 진자에 매달린 질량이 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 돌아오기 위해 만드는 각 움직임은 진동입니다.

참고: 진동 운동

진동의 예

진동의 정의를 살펴본 후 이 섹션에서는 진동의 의미를 완전히 이해하기 위해 진동을 일으키는 움직임의 몇 가지 예를 살펴보겠습니다.

진동이 있는 움직임의 예:

  • 질량의 진동은 스프링에 매달려 있습니다.
  • 진자의 진동.
  • 기타 줄이 만들어내는 진동.
  • 물웅덩이에 돌을 던지면 발생하는 파동 진동입니다.
  • 전자기파의 진동.

진동 운동의 특성

진동을 일으키는 움직임에는 다음과 같은 특징이 있습니다.

  • 신장(x) : 특정 순간에 진동 운동을 수행하는 신체의 위치입니다. 이는 균형 잡힌 위치에서 신체가 분리되는 것을 나타냅니다.
  • 진폭(A) : 진동 운동의 최대 확장입니다. 따라서 이는 최대 위치와 평형 위치의 차이입니다.
  • 진동 주기(T) : 신체가 완전한 진동을 하는 데 걸리는 시간, 즉 완전한 왕복에 걸리는 시간입니다.
  • 진동 주파수(f) : 단위 시간당 신체가 만드는 진동 또는 진동 수입니다.
  • 각주파수 또는 맥동(Ω) : 이는 신체가 진동하는 속도입니다.

다음 이미지에서는 진동 운동의 신장을 시간 함수로 그래픽으로 표현한 것을 볼 수 있습니다.

진동

진동 운동 공식

다음 공식을 사용하면 순간에 따른 진동 운동의 신장을 계산할 수 있습니다. 따라서 진동 운동의 진동을 설명하는 수학 방정식은 다음과 같습니다.

x(t)=A\cdot \text{cos}(\omega t+\phi_0)

금:

  • x

    진동 운동을 수행하는 신체의 신장입니다.

  • A

    진동 운동의 진폭입니다.

  • \omega

    각주파수 또는 맥동입니다.

  • t

    신장이 계산되는 순간입니다.

  • \phi_0

    진동 운동의 초기 단계입니다.

진동의 유형

진동 유형은 다음과 같습니다.

  • 자유 진동 : 시스템은 한쪽에서 다른 쪽으로 진동하며 소산력이 존재하지 않으면 무기한으로 유지됩니다. 예를 들어 스프링에 매달린 질량에 의해 발생하는 진동이 있습니다.
  • 감쇠 진동 : 시스템의 진동은 마찰이나 기타 저항으로 인해 점점 작아집니다. 따라서 이러한 유형의 진동의 진폭은 시스템이 진동을 멈추고 평형 위치로 돌아가는 지점에 도달할 때까지 점차 감소합니다. 예를 들어, 진자의 진동 운동입니다.
  • 강제진동(forced oscillations) : 외부 주기적인 힘의 작용으로 인해 시스템이 진동하므로, 힘이 멈 추면 시스템도 진동을 멈춥니다. 예를 들어, 아이가 그네를 타면서 다른 사람이 아이를 밀면 진동하는 움직임이 생깁니다.

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