Fysik

Spring Mass Oscillator


En idealisk massfjäderoscillator är en fysisk modell som består av en masslös fjäder som kan deformeras utan att förlora sina elastiska egenskaper, kallad krokfjäder, och en kropp av massa m som inte deformeras under handling av någon kraft.

Detta system är fysiskt omöjligt eftersom en fjäder, dock lätt, aldrig kommer att betraktas som en masslös kropp och efter en viss deformation förlorar sin elasticitet. Även om en kropp av alla kända ämnen, när den appliceras en kraft, deformeras, även om det är av försumbara åtgärder.

Men för de villkor vi vill beräkna är detta ett mycket effektivt system. Och under vissa förhållanden kan en massfjäderoscillator erhållas mycket nära.

Således kan vi beskriva två grundläggande fjädermasssystem, som är:

Horisontell fjädermassoscillator

Den består av en fjäder med elastisk konstant K av försumbar massa och ett block av massa m, placerad på en yta utan friktion, som visas i figuren nedan:

Eftersom fjädern inte är deformerad sägs blocket vara i ett jämviktsläge.

Genom att ändra blockets position till en punkt i x, det kommer att ageras av en restaureringsstyrka som styrs av Hookes lag, nämligen:

Eftersom ytan inte har någon friktion, är detta den enda kraften som verkar på blocket, varför den resulterande kraften kännetecknar en MHS.

Således ges systemoscillationsperioden av:

När man beaktar ytan utan friktion kommer systemet att svänga med amplituden lika med det läge i vilket blocket övergavs i x, så att:

Så vi kan göra några observationer om detta system:

  • Det fjäderbelastade blocket utför en MHS;
  • Förlängningen av MHS är lika med vårens deformation;
  • Vid jämvikt är den resulterande kraften noll.


Video: Oscillations Demo: Mass Spring System (Juni 2021).