ΚΥΚΛΙΚΟΣ ΧΡΟΝΟΣ - (ΠΛΗΡΕΣ) ΣΥΜΠΑΝ - ΔΥΝΑΜΙΚΟΣ (ΚΕΝΟΣ) ΧΩΡΟΣ

Φαινόμενα γνωστά: Ταλάντωση, συχνότητα, συντονισμός και συγχρονισμός

Η μεταβολή της κίνησης γύρω από ένα κέντρο ή γύρω από το σημείο ισορροπίας, η παλινδρομική κίνηση, με την τάση να επανέλθει στην κατάσταση ισορροπίας λέγεται ταλά­ντωση. Όταν το πλάτος (=απόκλιση από τη θέση ισορρο­πίας) παραμένει σταθερό, η ταλάντωση λέγεται αμείωτη. Όταν το πλάτος της ελαττώνεται με την πάροδο του χρόνου (απόσβεση), τότε η ταλάντωση λέγεται φθίνουσα. Ο χρόνος που χρειάζεται ένα σώμα για να εκτελέσει μία ταλά­ντωση λέ­γεται περίοδος της ταλαντώσεως. Ένα φαινόμενο λέγεται πε­ριοδικό, όταν επανα­λαμβάνεται το ίδιο σε ίσα χρονικά διαστή­ματα. Συχνότητα είναι ο αριθμός που δείχνει πόσες φορές επαναλήφθηκε η ίδια κίνηση ή το ίδιο φαινόμενο σε μια μονάδα χρόνου ή ειδικότερα πόσες φορές επαναλαμβά­νεται μια απόκλιση γύρω από την κατάσταση ισορροπίας.

Όταν απομακρύνουμε ένα σώμα από τη θέση ισορροπίας του (λ.χ. μία χορδή) τότε αυτό αποκτά δυναμική ενέργεια και την τάση να επανέρθει στην αρχική θέση. Από την ενέργεια αυτή μπορεί να εκτελεί ταλάντωση. Όταν συνεχίσει να εκτελεί ταλάντωση αφού δοθεί μόνο μία φορά ενέργεια, τότε η ταλάντωση ονομάζεται ελεύθερη. Σε αυτή την περίπτωση, η συχνότητα με την οποία γίνεται η περιοδική μεταβολή του αντικειμένου, εξαρτάται μόνο από την κατασκευή και τον τρόπο σύνδεσης του αντικειμένου και ονομάζεται ιδιο­συχνότητα. Η ιδιο­συχνότητα είναι σταθερή όσο είναι σταθερό και το σύστημα και όταν οι αποσβέσεις είναι μηδενικές. Όταν η ταλάντωση οφείλεται στην εξωτερική δύναμη που ασκείται περιοδικά τότε λέγεται εξαναγκασμένη ταλάντωση. Ο εξωτερι­κός δότης της ενέργειας λέγεται διεγέρτης.

Όταν εκτελείται εξαναγκασμένη ταλάντωση τότε ο ρυθμός της ταλάντωσης καθορίζεται από τη συχνότητα του διεγέρτη. Όταν η συχνότητα του διεγέρτη (ο ρυθμός που μεταβιβάζεται η ενέργεια) γίνει ακριβώς ίση με την ιδιοσυχνότητα του ταλα­ντούμενου αντικειμένου, τότε το πλάτος της ταλάντωσης γίνεται μέγιστο και το φαινόμενο αυτό λέγεται συντονισμός. Στο φαινόμενο του συντονισμού, το πλάτος της ταλάντωσης γίνεται μέγιστο, υπό την προϋπόθεση ότι η απώλεια ενέργειας (απόσβεση) είναι αμελητέα και η συχνότητα της ταλάντωσης είναι η συχνότητα του διεγέρτη. Κατά το συντονισμό έχουμε μέγιστη μεταφορά ενέργειας από τον διεγέρτη στο σύστημα και η μεταβίβαση της ενέργειας ή η εφαρμογή της δύναμης γίνεται στα κατάλληλα χρονικά διαστήματα, που η ενέργεια μπορεί να μεταβιβαστεί ή η δύναμη να εφαρμοστεί.

Αν δεν υπάρχουν αποσβεστικές δυνάμεις (απώλειες), τότε το πλάτος της ταλάντωσης θεωρητικά μπορεί να γίνει άπειρο. Αν η προσφορά ενέργειας είναι μεγαλύτερη από αυτή με την οποία διατηρείται το σύστημα του ταλαντωτή, τότε υπάρχει κίνδυνος καταστροφής του συστήματος.

Τα ηλεκτρονικά κυκλώματα που εκπέμπουν και λαμβά­νουν ηλεκτρο­μαγνητικά σήματα περιλαμβάνουν ταλαντωτές και κυκλώματα συντονισμού και όταν χρειάζεται μπορούμε να μεταβάλλουμε την ιδιο­συχνότητά τους. Όταν επιλέγουμε ένα ρα­διοφωνικό ή τηλεοπτικό σταθμό, ρυθμίζουμε ορισμένα κυκλώματα ταλάντωσης (ηλεκτρικού φορτίου) για να συντονι­στούν στην ίδια συχνότητα με το σήμα, που εκπέμπεται από το σταθμό με τη μορφή ηλεκτρο­μαγνητικών κυμάτων. Έτσι λαμ­βάνουμε το σήμα ενισχυμένο από την κεραία λήψης, μεταξύ των πολλών ηλεκτρο­μαγνητικών σημάτων που στην κυριολε­ξία πλημμυρίζουν γύρω μας.

Από την ηλεκτροτεχνία: Στον ηλεκτρισμό, η ταλάντωση είναι διαδοχή ρευμάτων φόρτισης και εκφόρτισης, σε ένα κύκλωμα και αυτή η διαδοχή μπορεί να γίνεται με σταθερό ρυθμό ή εναλλασσόμενα. Όταν ένα κύκλωμα είναι συντονι­σμένο τότε μεταφέρεται μέγιστη πραγματική ισχύς από την πηγή στον ωμικό καταναλωτή του κυκλώματος.

<•> Εξ αυτού του "κυκλικού", ρυθμικού και περιοδικού τρόπου διατήρησης και δημιουργίας της ύλης εμπλέκεται ο αριθμός π του κύκλου (στη μεταβίβαση και στην κυματική μεταβολή της ενέργειας) και πολλοί αριθμοί που εμφανίζο­νται σε τριγωνομετρικές σχέσεις του κυκλικού γεωμετρικού σχήματος, όπως √2, √0,5, 90º, πολλαπλάσια ή υπο­πολλα­πλάσια τους, ημίτονα, συνημίτονα και λοιπές τριγωνομετρι­κές σχέσεις.

Για την κίνηση και την ισορροπία δείτε ένα δείγμα από εικόνες >>>