1
Võnkumine
Võnkumiseks nimetatakse perioodilist liikumist, kus keha kaldub tasakaaluasendist kord ühele, kord teisele poole. Võnkuva keha kaugust tasakaaluasendist nimetatakse hälbeks.
Hälve on pidevalt muutuv suurus ja sõltuvalt sellest, kummal pool tasakaaluasendit keha momendil asub, loetakse ta kas positiivseks või negatiivseks. Hälvet tähistatakse tähega x ja selle mõõtühikuks SI-süsteemis on meeter [m]. Suurimat kaugust tasakaaluasendist ehk maksimaalset hälvet nimetatakse võnkeamplituudiks ja selle tähiseks on X0. Võnkumist iseloomustab ajavahemik, mille möödumisel liikumine uuesti kordub. Seda ajavahemikku ehk ühe täisvõnke kestust nimetatakse võnkeperioodiks. Võnkeperioodi tähis on T ja mõõtühikuks sekund [s]. Tavaliselt mõõdetakse ära aeg t, mille kestel sooritab võnkesüsteem N võnget ja arvutatakse võnkeperiood järgmisest valemist:
N T = t
Võnkesagedus on ajaühikus sooritatud täisvõngete arv. Sagedust tähistatakse tähega f ja mõõtühikuks on herts [Hz]. Võnkesageduse arvutamiseks kasutatakse järgmist valemit:
t N f =T1 =
Matemaatiline pendel
Venimatu niidi otsa riputatud kuulikese võnkumisel liigub kuulike mööda ringjoone kaart, mille raadius võrdub niidi pikkusega, seepärast on kuulikese asend mis tahes ajamomendil määratud niidi kaldenurgaga α vertikaalsihist.
Matemaatiliseks pendliks nimetatakse kaaluta ja absoluutselt venimatu niidi otsa riputatud ainepunkti. Kui pendlikeha (koormise) mõõtmed on niidi pikkusest palju kordi väiksemad ja niidi mass koormise massiga nii väike, et neid suurusi võib arvestamata jätta, siis nimetatakse pendlit matemaatiliseks pendliks. Iga niitpendel ei ole matemaatiline pendel. Matemaatiline pendel on võnkumise matemaatiline mudel, looduses seda ei esine. Mõne niitpendli võnkumine võib olla lähedane matemaatilise pendli võnkumisele.
Matemaatilise pendli võnkumise perioodi saab arvutada järgmise valemi abil:
g T =2π l , kus l on pendli pikkus ja g raskuskiirendus.
X0
l
m
α
Joonis 1
