"Institute of Educational Policy" Books

Search

Go
Show

Β. Οι πραγματικές ταλαντώσεις στη φύση ή στο εργαστήριο είναι φθίνουσες

Από μία πρώτη ματιά, το διάγραμμα IV μας αποκαλύπτει ότι η θέση του αμαξιδίου ως προς το χρόνο μπορεί να περιγραφεί, κατά προσέγγιση, από τη συνάρτηση "συνημίτονο", και πιο συγκεκριμένα, εάν ληφθεί υπόψη η περίοδος (Τ = 1 s) και το πλάτος της ταλάντωσης (x0 = 21.125 cm) από τη σχέση: [pic]

Δηλαδή, μπορούμε να πούμε ότι η παλινδρομική κίνηση του πραγματικού συστήματος μας είναι σχεδόν απλή αρμονική ταλάντωση.

Στην πραγματικότητα, το σύστημα μας δεν κάνει απλή αρμονική ταλάντωση, η οποία προϋποθέτει σταθερό πλάτος· από το διάγραμμα IV, όμως, αλλά και κατά την εκτέλεση του πειράματος διαπιστώσαμε ότι το πλάτος της ταλάντωσης στο παράδειγμα μας μειώνεται σιγά σιγά. Μία τέτοια ταλάντωση λέγεται φθίνουσα ή αποσβεννυμένη.

Από τα στοιχεία του πίνακα II για την κίνηση του αμαξιδίου μπορούμε να κατασκευάσουμε τα αντίστοιχα διαγράμματα της μεταβολής της κινητικής, της δυναμικής, καθώς και της συνολικής ενέργειας σε σχέση με το χρόνο.

Εικ. 38

Ακόμη, από τα διαγράμματα γίνεται φανερό ότι τόσο η κινητική ενέργεια όσο και η δυναμική ενέργεια του συστήματος - ταλαντωτή μεταβάλλονται περιοδικά με το χρόνο· επίσης, ότι εκεί όπου η κινητική ενέργεια του συστήματος μηδενίζεται η δυναμική του ενέργεια παίρνει μία μέγιστη τιμή, και αντίστροφα.

Παρατηρούμε, επίσης, ότι στο τέλος της πρώτης μισής περιόδου η δυναμική ενέργεια δεν απέκτησε την ίδια ακριβώς τιμή αλλά λίγο μικρότερη από την αρχική· το ίδιο συνέβη με την κινητική και, φυσικά, με την ολική ενέργεια. Αυτό οφείλεται στις απώλειες ενέργειας λόγω τριβών, τις οποίες δεν μπορούμε να αποφύγουμε σε καμία πραγματική κατάσταση στη φύση - όπως είναι και το πείραμα που πραγματοποιήσαμε Το ίδιο είχαμε δει και στο πρώτο κεφάλαιο, όταν μιλήσαμε για το 2° θερμοδυναμικό νόμο.