تذبذب (فيزياء)

عودة للموسوعة

تذبذب (فيزياء)

An undamped spring–mass system is an oscillatory system.

التذبذب أوالذبذبة Oscillation، هوحركة تأرجحية لجسم جيئةً وذهاباً. تتذبذب جميع الأمور ولكن بدرجات متفاوتة. ومن الممكن حتى تكون الذبذبات ضعيفة جدًا أوسريعة جدًا أوبطيئة جدًا لحد يصعب كشفه. تحدث الذبذبة عند وقوع الزلازل وذلك بسبب تذبذب الجسيمات الصغيرة في باطن الأرض. كما تتولد الذبذبات عند تحرك أمواج البحر علوًّا وانخفاضًا مسببة المد والجزر. وتتذبذب السيارة نتيجة للانفجارات المتكررة في أسطوانات محركاتها. وتنتج الكثير من الأصوات نتيجة لذبذبة الأجسام.

تُستغل الذبذبات في الكثير من الأعمال النافعة. فعندما ننقر نقرة خفيفة على المملحة (الملاحة)، وهي وعاء صغير يوضع فيه الملح على مائدة الطعام، فإن الذبذبات التي تولدها هذه النقرة الخفيفة هي التي تجعل الملح يتحرك. ويستعمل عمال الطرق أجهزة معينة لتوليد الذبذبات التي تدك التربة التي تقام عليها الطُّرُق. وفي الطب تستعمل الذبذبات لعلاج أوجاع العضلات.

في الوقت ذاته من الممكن حتى تجلب الذبذبات كثيرًا من المتاعب للبشر والآلات. فإذا تجاوز معدل الذبذبات وشدتها حدًا معينًا، على سبيل المثال، فإنها تتسبب في كثير من الإزعاج للناس. كما تؤدي ذبذبات الضوضاء، والذبذبات الكثيرة جدًا إلى فقدان البشر القدرة على الهجريز وتولد لديهم الشعور بالسقم. أما بالنسبة للآلات فإن الذبذبات القوية فيها قد تتسبب في إحداث الضجيج وتصيبها بالتآكل والكسر.

ابتكر المهندسون عدة طرق للتخلص من مشاكل الذبذبات والاهتزازات. فقد استعان المهندسون بالمواد المرنة والزنبركات لتقليل تأثير الذبذبات والاهتزازات. على سبيل المثال، تم تزويد العربات بإطارات غازية (إطارات تنفخ بالهواء المضغوط) تمكنها من امتصاص الاهتزازات الناتجة من السفر فوق طرقات غير معبدة. ويتم هجريب مراوح التهوية في المباني على زنبركات فولاذية لينة. والواقع حتى المهندسين يحاولون عموماً التخلص من مشاكل الذبذبات عند تصميمهم لأية آلة.

الوصف

توصف الذبذبات بناءً على الاتساع أوالتردد. والاتساع هوالمسافة التي يبترها جسم متذبذب من نقطة سكونه. أما التردد فهوعدد الذبذبات الكاملة التي يبترها الجسم أثناء فترة زمنية محددة، عادة ثانية واحدة. ويقاس التردد بوحدة تُسمى هرتز. ويسمع معظم الناس الذبذبات عندما يتراوح مقدار ترددها بين 20 و20,000 هرتز.


التصنيف

ويمكن تصنيف الذبذبات إلى ذبذبات حرة وذبذبات قسرية. وفكرة هذا التصنيف قائمة على أساس هل القوة الخارجية هي التي تُبقِي استمرارية الذبذبات أم لا،يا ترى؟ عملى سبيل المثال، يهتز وتر الجيتار بحرِّيَّة عند نقره، ولكن ذبذبة وتر الكمان تكون قسرية عندما يمرر القوس فوق الوتر. وتعتمد معظم آلات الموسيقى في علوأصواتها على ظاهرة تسمى الرنين. يحدث الرنين عندما تكون القوة المولّدة للذبذبة في تناغم مع تردد تذبذب الجسم الحر.

الذبذبة التوافقية البسيطة

Simple harmonic motion.

ندرس هنا بغرض التوضيح الذبذبة التوافقية نظرا لأهميتها :

ويبين الرسم البياني ذبذبة توافقية ذات إزاحة

وتعطي القيمة

يسمى معكوس زمن الدورة f التردد.

أي أن:

.

كما يوجد رمز آخر للتردد

الذبذبة التوافقية المخمدة

اعتماد سلوك النظام على قيمة نسبة الإخماد ζ

توصف الحركة المذبذبة بأنها ذبذبة توافقية إذا كانت القوة المتحكمة في النظام متناسبة تناسبا طرديا مع الإزاحة . وتسمى هذه الحالة أيضا في الرياضيات بالنظام الخطي ، حيث تتغير القوة خطيا مع الإزاحة . أي إذا تضاعفت القوة تضاعفت الإزاحة إلى غير ذلك.

ويمكن وصف تلك الحركة التوافقية بالمعادلة :

حيث:

حيث يسمى:

الطور الكلي ، كما يسمى :

f أو

ويسمي حاصل ضرب التردد في ,

التردد الزاوي = . f

للحركة. وبإدخال تعبير التردد الزاوي يمكن اختصار المعادلات :

فإذا فاضلنا المعادلة بالنسبة للزمن نحصل على:

حيث:

وبإجراء التفاضل مرة ثانية :

حيث:

أمثلة


ميكانيكي

  • بندول مزدوج
  • بندول فوكو
  • رنان هلمهولتس
  • Oscillations in the Sun (helioseismology)، النجوم (سايزمولوجيا النجوم) وتذبذبات النيوترون-نجم.
  • Quantum harmonic oscillator
  • Playground swing
  • String instruments
  • اهتزاز إلتوائي
  • Tuning fork
  • وتر مهتز
  • بندول ولبرفورس
  • Lever escapement

كهربائي

  • تيار متناوب
  • Armstrong (or Tickler or Meissner) oscillator
  • Astable multivibrator
  • Blocking oscillator
  • Butler oscillator
  • Clapp oscillator
  • Colpitts oscillator
  • Delay line oscillator
  • Dow (or ultra-audion) oscillator
  • Electronic oscillator
  • Hartley oscillator
  • Oscillistor
  • Pierce oscillator
  • Relaxation oscillator
  • RLC circuit
  • Royer oscillator
  • Vačkář oscillator
  • Wien bridge oscillator
  • إليكتروني-ميكانيكي

    • Crystal oscillator
    • مكبر صوت
    • ميكروفون

    بصري

    • ليزر (تذبذب مجال كهرومغناطيسي بتردد of order 1015 Hz)
    • Oscillator Toda or self-pulsation (pulsation of output power of laser at frequencies 104 Hz - 106 Hz in the transient regime)
    • متذبذب كمومي قد يشير إلى متذبذب محلي بصري، وكذلك إلى نموذج معتاد في بصريات الكم.

    حيوي

    • Circadian rhythm
    • Circadian oscillator
    • معادلة لوتكا-ڤولترّا Lotka–Volterra
    • تذبذب عصبي
    • جين متذبذب

    بشري

    • تذبذب عصبي
    • Insulin release oscillations
    • gonadotropin releasing hormone pulsations
    • Pilot-induced oscillation
    • Voice production


    اقتصادي واجتماعي

    • دورة العمل
    • فجوة أجيال Generation gap
    • الاقتصاد المالتوسي
    • News cycle

    مناخي وجيوفيزيائي

    • Atlantic multidecadal oscillation
    • Chandler wobble
    • El Niño-Southern Oscillation
    • Pacific decadal oscillation
    • Quasi-biennial oscillation

    فيزياء فلكية

    • Neutron stars
    • النموذج الدوري Cyclic Model

    كيميائي

    • Belousov–Zhabotinsky reaction
    • Mercury beating heart
    • تفاعل بريگز-راوشر
    • Bray–Liebhafsky reaction

    انظر أيضا

    • Beat (acoustics)
    • BIBO stability
    • Critical speed
    • دورة (موسيقى)
    • Dynamical system
    • هندسة الزلازل
    • تغذية راجعة
    • تذبذب (رياضيات)
    • Oscillator phase noise
    • Periodic function
    • Phase noise
    • Reciprocating motion
    • Resonator
    • إيقاع
    • Seasonality
    • Self-exciting oscillation
    • تذبذب ذاتي
    • Signal generator
    • Strange attractor
    • Structural stability
    • Time period
    • Tuned mass damper
    • اهتزاز
    • Vibrator (mechanical)

    المصادر

    1. ^ الذبذبة، الموسوعة المعهدية الكاملة

    وصلات خارجية

    • Vibrations - a chapter from an online textbook
    تاريخ النشر: 2020-06-04 14:09:06
    التصنيفات: تذبذب, هندسة الزلازل

    مقالات أخرى من الموسوعة

    سحابة الكلمات المفتاحية، مما يبحث عنه الزوار في كشاف:

    آخر الأخبار حول العالم

    تراجع الناتج الصناعي لليابان بنسبة 1.3%

    المصدر: صحيفة اليوم - السعودية التصنيف: مجتمع
    تاريخ الخبر: 2022-02-28 09:24:56
    مستوى الصحة: 35% الأهمية: 42%

    السيسي يشهد تدشين المشروع القومي لتنمية الأسرة المصرية بعد قليل

    المصدر: الرئيس نيوز - مصر التصنيف: سياسة
    تاريخ الخبر: 2022-02-28 09:24:41
    مستوى الصحة: 50% الأهمية: 64%

    وزير البيئة يتفقد عدد من المشروعات بمكة

    المصدر: صحيفة اليوم - السعودية التصنيف: مجتمع
    تاريخ الخبر: 2022-02-28 09:24:52
    مستوى الصحة: 33% الأهمية: 38%

    السعودية تؤكد التزامها باتفاق "اوبك بلاس" النفطي مع روسيا

    المصدر: الأول - المغرب التصنيف: سياسة
    تاريخ الخبر: 2022-02-28 09:23:56
    مستوى الصحة: 51% الأهمية: 56%

    تعرفوا على الآثار الجانبية و الخطيرة لمسكنات الآلام

    المصدر: زاكورة بريس - المغرب التصنيف: سياسة
    تاريخ الخبر: 2022-02-28 12:15:11
    مستوى الصحة: 19% الأهمية: 16%

    أسعار المواد الاساسية بالتقسيط بأسواق جهة مراكش يومه الاثنين

    المصدر: كِشـ24 - المغرب التصنيف: سياسة
    تاريخ الخبر: 2022-02-28 12:15:16
    مستوى الصحة: 40% الأهمية: 44%

    دراسة تكشف صفات طبية توجد في مادة الثوم

    المصدر: زاكورة بريس - المغرب التصنيف: سياسة
    تاريخ الخبر: 2022-02-28 12:15:13
    مستوى الصحة: 29% الأهمية: 33%

    إطلاق نار “غامض” في بلجيكا يودي بحياة مغربي

    المصدر: كِشـ24 - المغرب التصنيف: سياسة
    تاريخ الخبر: 2022-02-28 12:15:17
    مستوى الصحة: 43% الأهمية: 43%

    تحرير 3 مخالفات لمنشآت تجارية في تبوك

    المصدر: صحيفة اليوم - السعودية التصنيف: مجتمع
    تاريخ الخبر: 2022-02-28 09:24:51
    مستوى الصحة: 43% الأهمية: 41%

    السعودية تؤكد التزامها باتفاق "اوبك بلاس" النفطي مع روسيا

    المصدر: الأول - المغرب التصنيف: سياسة
    تاريخ الخبر: 2022-02-28 09:23:54
    مستوى الصحة: 46% الأهمية: 58%

    مصادر 6 أطنان من الفواكة والخضار التالفة بمسفلة مكة

    المصدر: صحيفة اليوم - السعودية التصنيف: مجتمع
    تاريخ الخبر: 2022-02-28 09:24:53
    مستوى الصحة: 44% الأهمية: 38%

    هذا ما تكشفه حالة الأقدام عن صحتنا

    المصدر: زاكورة بريس - المغرب التصنيف: سياسة
    تاريخ الخبر: 2022-02-28 12:15:12
    مستوى الصحة: 21% الأهمية: 32%

    ارتفاع عدد اللاجئين الأوكران إلى دول الجوار الى 368 ألف شخص

    المصدر: كِشـ24 - المغرب التصنيف: سياسة
    تاريخ الخبر: 2022-02-28 12:15:20
    مستوى الصحة: 32% الأهمية: 39%

    مروج معروف لـ”المعجون” و”الحشيش” في قبضة أمن مراكش

    المصدر: كِشـ24 - المغرب التصنيف: سياسة
    تاريخ الخبر: 2022-02-28 12:15:18
    مستوى الصحة: 32% الأهمية: 37%

    وفاة حراگ مغربي بعد سقوطه من شاحنة في سبتة المحتلة

    المصدر: كِشـ24 - المغرب التصنيف: سياسة
    تاريخ الخبر: 2022-02-28 12:15:19
    مستوى الصحة: 35% الأهمية: 44%

    جنايات مراكش تستعد للنطق بالحكم في ملف “الكامل” المتهم بالنصب

    المصدر: كِشـ24 - المغرب التصنيف: سياسة
    تاريخ الخبر: 2022-02-28 12:15:22
    مستوى الصحة: 33% الأهمية: 35%

    كيف نعيش الحرب في أوكرانيا ، الفهم أولا ومصالحنا

    المصدر: كِشـ24 - المغرب التصنيف: سياسة
    تاريخ الخبر: 2022-02-28 12:15:21
    مستوى الصحة: 35% الأهمية: 37%

    ارتفاع عدد اللاجئين الأوكران إلى 368 ألف شخص

    المصدر: الأول - المغرب التصنيف: سياسة
    تاريخ الخبر: 2022-02-28 09:23:54
    مستوى الصحة: 51% الأهمية: 52%

    ارتفاع عدد اللاجئين الأوكران إلى 368 ألف شخص

    المصدر: الأول - المغرب التصنيف: سياسة
    تاريخ الخبر: 2022-02-28 09:23:49
    مستوى الصحة: 46% الأهمية: 59%

    إغلاق 3 منشآت تجارية وتحرير 17 مخالفة للاحترازات بالباحة

    المصدر: صحيفة اليوم - السعودية التصنيف: مجتمع
    تاريخ الخبر: 2022-02-28 09:24:54
    مستوى الصحة: 45% الأهمية: 44%

    «برنت» يرتفع إلى أكثر من 5% مع تواصل الحرب في أوكرانيا / عاجل

    المصدر: صحيفة اليوم - السعودية التصنيف: مجتمع
    تاريخ الخبر: 2022-02-28 09:24:57
    مستوى الصحة: 36% الأهمية: 39%

    تحميل تطبيق المنصة العربية