Co je amplituda pohybu: Jak ji vypočítat

Jednoduchý harmonický pohyb je forma periodického pohybu, ve kterém se objekt nebo částice pohybuje kolem své centrální polohy. Dejte nám vědět, co je amplituda pohybu.

V SHM, když se těleso pohybuje kolem pevného bodu, pokrývá posunutí na obou stranách bodu. Toto maximální posunutí pokryté částicí nebo objektem se nazývá amplituda pohybu. Existuje možnost, že bude záporný, což ukazuje pouze posunutí v opačném směru.  

Všichni jsme viděli nebo víme, že při úderu do kytarové struny začne na několik sekund vibrovat. Nejprve se pohybuje ze své rovnovážné polohy na jednu stranu a poté přechází na druhou stranu z přechodu do rovnovážné polohy. Celý tento pohyb struny sem a tam je periodický pohyb.

Zde vzniká ještě jedna věc, když struna začne vibrovat, objeví se vratná síla, která působí přímo úměrně posunutí částice. Proto je to jednoduché příklad jednoduché harmonické pohyb. 

V tomto příkladu je posunutí struny na obou stranách středové polohy její amplitudou. Pojďme to pochopit jednoduchou metodou. Když procházíme kolem, naše ruce kývají dopředu a dozadu. Rozsah, do kterého zvednete ruku, bude nyní její amplituda.

Víme, že SHM je rovnice sinusové vlny. Proto pohyb částice je reprezentován jako vlna diagram.

Na tomto obrázku můžeme vidět, že částice se na obou stranách maximálně posouvá stejně. Proto je vzdálenost XY amplitudou pohybu. Symbol symbolizující amplitudu je A, a protože se jedná o míru posunutí, jeho standardní jednotkou je metr (m). Může existovat i jiná jednotka, například centimetry. 

Jak vypočítat amplitudu pohybu

Nyní jsme pochopili, co je amplituda pohybu; další otázka, která vyvstává, je, jak vypočítat amplitudu pohybu. Jednoduchý harmonický pohyb je a funkce sinusové vlny; proto může být rovnice SHM reprezentována jako funkce sinus nebo kosinus.

x = A sin (ωt + ϕ) nebo x = A cos (ωt + ϕ)

Zde,

x je posunutí vlny 

A je amplituda pohybu

ω je úhlová frekvence 

t je období

ϕ je fázový úhel

Z výše uvedené rovnice můžeme vypočítat amplituda pohybu.

Předpokládejme, že máme rovnici SHM jako x = 2sin(4t). Nyní, porovnáním rovnice s rovnicí sinusové vlny x = A sin (ωt + ϕ), dostaneme amplitudu jako 2 metry.

Pro daný diagram můžeme snadno vypočítat amplitudu. Z obrázku je amplituda 5m.

Často kladené otázky (FAQ)

Co je jednoduchý harmonický pohyb? 

Ve fyzice se pohyb může měnit, jako jednoduchý harmonický, vlnový a kruhový pohyb. 

Jednoduchý harmonický pohyb je pohyb částice nebo předmětu tam a zpět. Při tomto pohybu působí vratná síla nepřímo úměrně amplitudě. Příklad: hudební nástroje, bungee jumping atd. 

Je SHM totéž jako periodický pohyb?

Periodický pohyb je ten, při kterém těleso opakuje svůj pohyb v pravidelných intervalech. 

Jednoduchý harmonický pohyb je zvláštní případ periodického pohybu, ve kterém při pohybu vzniká vratná síla, která se zvyšuje nebo snižuje s amplituda pohybu. 

Co je amplituda pohybu?

K definování jednoduchého harmonického pohybu používáme některé základní fyzikální pojmy. Jedním z nich je amplituda. 

Amplituda je maximální posunutí, které těleso nebo částice dokončí kolem svého centrálního bodu. Předpokládejme, že skákací míč dosáhne maximální výšky 50 cm, potom bude amplituda míče 50 cm.. 

Uveďte příklad amplitudy pohybu.

Amplituda pohybu je maximální výchylka pohybujícího se tělesa. 

Na výše uvedeném obrázku můžeme vidět, že se kyvadlo posouvá na obě strany do bodu A a B. Vzdálenost OA a OB se tedy stane amplitudou pohybujícího se kyvadla. 

Jak vypočítat amplitudu pohybu? 

Jednoduchý harmonický pohyb je sinusová vlnová funkce. Jeho rovnice může být reprezentována jako funkce sinus nebo kosinus. 

Rovnice SHM je reprezentována jako:

x = A sin (ωt + ϕ) nebo x = A cos (ωt + ϕ)

Zde,

x je posunutí vlny 

A je amplituda pohybu

ω je úhlová frekvence 

t je období

ϕ je fázový úhel

Rovnice se používá k výpočtu amplitudy pohybu. 

Na jakých faktorech závisí amplituda?

Amplituda závisí pouze na energii pohybujícího se tělesa. 

Amplituda je přímo úměrná druhé odmocnině v případě rozptýlené energie. Dále nezávisí na žádném jiném faktoru SHM, jako je frekvence nebo časové období.  

Jak amplituda ovlivňuje pohyb?  

Vratná síla, která se objeví, se přímo mění podle amplitudy pohybu. 

Nárůst amplitudy vede ke zvýšení síly, což dále zvyšuje zrychlení. Amplituda nemá žádný vliv na frekvence a úhl frekvence. Amplituda tedy neovlivňuje pohyb. 

Jaký je symbol a jednotka amplitudy pohybu? 

Amplituda pohybující se částice je vzdálenost mezi centrálním a krajním bodem.

Amplituda pohybu je označena symbolem A, protože je to míra posunutí, tedy jeho jednotka metry. Poskytuje představu o tom, do jaké míry se tělo může pohybovat a získat nejvyšší pozici.

Také čtení:

• Problémy s pohybem projektilu
• Jak najít normálovou sílu při kruhovém pohybu
• Příklady dvourozměrného pohybu
• Příklady přímočarého pohybu
• Příklady nerovnoměrného kruhového pohybu
• Příklady prvního pohybového zákona
• Příklady druhého Newtonova pohybového zákona
• Odvození pohybu projektilu
• Příklady vertikálního pohybu
• Typy relativního pohybu