Innehåll
Inom fysiken är en period den tid som krävs för att genomföra en cykel i ett svängande system såsom en pendel, en massa på en fjäder eller en elektronisk krets. I en cykel rör sig systemet från en startposition, genom maximala och minimipoäng, och återgår sedan till början innan en ny, identisk cykel startas. Du kan identifiera de faktorer som påverkar svängningsperioden genom att undersöka ekvationerna som bestämmer perioden för ett oscillerande system.
Den svängande pendeln
Ekvationen för perioden (T) för en svängande pendel är T = 2π√ (L ÷ g) där π (pi) är den matematiska konstanten, L är längden på armens pendel och g är tyngdens acceleration på pendeln. Undersökning av ekvationen visar att svängningsperioden är direkt proportionell mot armens längd och omvänt proportionell mot tyngdkraften; sålunda resulterar en ökning i längden på en pendelarm i en efterföljande ökning av svängningsperioden med en konstant gravitationsacceleration. En minskning i längd skulle då resultera i en minskning av perioden. För tyngdkraften visar det omvända förhållandet att ju starkare gravitationsaccelerationen är, desto mindre är svängningsperioden. Till exempel skulle perioden för en pendel på jorden vara mindre jämfört med en pendel med samma längd på månen.
Mass on a Spring
Beräkningen för perioden (T) för en fjäder som svänger med en massa (m) beskrivs som T = 2π√ (m ÷ k) där pi är den matematiska konstanten, m är massan fäst vid våren och k är våren konstant, vilket är relaterat till en fjäderns "styvhet". Svängningsperioden är därför direkt proportionell mot massan och omvänt proportionell mot fjäderkonstanten. En styvare fjäder med konstant massa minskar svängningsperioden. Ökning av massan ökar svängningsperioden. Till exempel, en tung bil med fjädrar i upphängningen studsar långsammare när den träffar en stöta än en lätt bil med identiska fjädrar.
Våg
Vågor som krusningar i en sjö eller ljudvågor som reser genom luften har en period som är lika med frekvensens ömsesidiga; formeln är T = 1 ÷ f där T är svängningsperioden och f är vågens frekvens, mätt vanligtvis i hertz (Hz). När en vågs frekvens ökar minskar dess period.
Elektroniska oscillatorer
En elektronisk oscillator genererar en oscillerande signal med hjälp av elektroniska kretsar. På grund av den stora variationen av elektroniska oscillatorer beror faktorerna som bestämmer perioden på kretsens utformning. Vissa oscillatorer ställer till exempel in perioden med ett motstånd anslutet till en kondensator; perioden beror på motståndets värde i ohm multiplicerat med kapacitansen i farader. Andra oscillatorer använder en kvartskristall för att bestämma perioden; eftersom kvarts är väldigt stabilt anger det en oscillatorperiod med stor precision.