இலவச, கட்டாய மற்றும் தணிக்கப்பட்ட அலைவுகள்

இலவச, கட்டாய மற்றும் தணிக்கப்பட்ட அலைவுகள்#

இலவச அலைவுகள்: இலவச அலைவுகளில், ஒரு அமைப்பு அதன் மீது எந்த வெளிப்புற விசையும் செயல்படாமல் அலைவுறும். அமைப்பின் இயற்கை அதிர்வெண் மற்றும் தணிப்பு ஆகியவை அலைவின் அதிர்வெண் மற்றும் வீச்சை தீர்மானிக்கின்றன.

கட்டாய அலைவுகள்: கட்டாய அலைவுகளில், ஒரு வெளிப்புற விசை அமைப்பை இயக்கி, அதை இயக்கும் விசையின் அதிர்வெண்ணில் அலைவுறச் செய்கிறது. அமைப்பின் இயற்கை அதிர்வெண் மற்றும் தணிப்பு ஆகியவை அலைவின் வீச்சு மற்றும் கட்டத்தை பாதிக்கின்றன.

தணிக்கப்பட்ட அலைவுகள்: ஒரு அமைப்பு உராய்வு அல்லது பிற எதிர்ப்பு விசைகளால் ஆற்றலை இழக்கும் போது தணிக்கப்பட்ட அலைவுகள் ஏற்படுகின்றன. அலைவுகள் படிப்படியாக வீச்சு குறைந்து, இறுதியில் அமைப்பு அலைவுறுவது நிற்கும்.

இலவச, கட்டாய மற்றும் தணிக்கப்பட்ட அலைவுகளுக்கு இடையேயான தொடர்பு: இலவச அலைவுகள் ஒரு அமைப்பின் இயற்கை அலைவுகள் ஆகும், அதே நேரத்தில் கட்டாய அலைவுகள் ஒரு வெளிப்புற விசையால் இயக்கப்படுகின்றன. அமைப்பிலிருந்து ஆற்றல் இழக்கப்படும் போது தணிக்கப்பட்ட அலைவுகள் ஏற்படுகின்றன, இது அலைவுகளின் வீச்சு குறைவதற்கு காரணமாகிறது.

பயன்பாடுகள்: இலவச, கட்டாய மற்றும் தணிக்கப்பட்ட அலைவுகள் இயற்பியல், பொறியியல் மற்றும் இசை உள்ளிட்ட பல்வேறு துறைகளில் பல பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. அவை சுருள்கள், ஊசல்கள் மற்றும் ஒலி அலைகளின் இயக்கம் போன்ற நிகழ்வுகளைப் புரிந்துகொள்வதில் அவசியமானவை.

அலைவின் வரையறை#

அலைவு என்பது ஒரு பொருள் அல்லது அமைப்பின் மையப் புள்ளி அல்லது நிலையைப் பற்றிய மீண்டும் மீண்டும் நிகழும் இயக்கமாகும். இது ஒரு காலமுறை இயக்கமாகும், இது ஒரு அமைப்பு அதன் சமநிலை நிலையில் இருந்து தொந்தரவு செய்யப்பட்டு, பின்னர் அதற்குத் திரும்பும் போது ஏற்படுகிறது. அலைவுகள் எளிமையானதாகவோ அல்லது சிக்கலானதாகவோ இருக்கலாம், மேலும் அவை இயந்திர, மின்சார மற்றும் உயிரியல் அமைப்புகள் உள்ளிட்ட பல்வேறு அமைப்புகளில் ஏற்படலாம்.

அலைவுகளின் எடுத்துக்காட்டுகள்

• எளிய சீரிசை இயக்கம்: இது எளிமையான வகை அலைவு ஆகும், இதில் ஒரு பொருள் ஒரு நேர்கோட்டில் முன்னும் பின்னுமாக நகரும். எளிய சீரிசை இயக்கத்தின் எடுத்துக்காட்டுகளில் ஒரு ஊசலின் இயக்கம், ஒரு சுருளின் அதிர்வு மற்றும் ஒரு சுருளில் ஒரு நிறையின் அலைவு ஆகியவை அடங்கும். இவை $$ x = A cos(ωt + φ) $$ பரிமாற்றத்தை உள்ளடக்கியது.
• தணிக்கப்பட்ட அலைவுகள்: உராய்வு அல்லது பிற எதிர்ப்பு விசைகளின் இருப்பு காரணமாக இந்த அலைவுகள் காலப்போக்கில் படிப்படியாக வீச்சு குறைகின்றன. தணிக்கப்பட்ட அலைவுகளின் எடுத்துக்காட்டுகளில் காற்றில் ஒரு ஊசலின் இயக்கம், ஒரு தணிப்பானுடன் ஒரு சுருளின் அதிர்வு மற்றும் ஒரு தணிப்பானுடன் ஒரு சுருளில் ஒரு நிறையின் அலைவு ஆகியவை அடங்கும்.
• கட்டாய அலைவுகள்: இந்த அலைவுகள் அமைப்பில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு வெளிப்புற விசையால் ஏற்படுகின்றன. கட்டாய அலைவுகளின் எடுத்துக்காட்டுகளில் ஒரு கடிகாரத்தால் இயக்கப்படும் ஒரு ஊசலின் இயக்கம், ஒரு மோட்டாரால் இயக்கப்படும் ஒரு சுருளின் அதிர்வு மற்றும் ஒரு விசையால் இயக்கப்படும் ஒரு சுருளில் ஒரு நிறையின் அலைவு ஆகியவை அடங்கும்.
• அதிர்வு: இது அமைப்பில் பயன்படுத்தப்படும் வெளிப்புற விசையின் அதிர்வெண் அமைப்பின் இயற்கை அதிர்வெண்ணுக்கு சமமாக இருக்கும்போது ஏற்படுகிறது. அதிர்வில், அலைவுகளின் வீச்சு அதிகபட்சமாக இருக்கும். அதிர்வின் எடுத்துக்காட்டுகளில் இயக்கும் விசையின் அதிர்வெண் ஊசலின் இயற்கை அதிர்வெண்ணுக்கு சமமாக இருக்கும்போது ஒரு ஊசலின் ஊஞ்சலாடுதல், இயக்கும் விசையின் அதிர்வெண் சுருளின் இயற்கை அதிர்வெண்ணுக்கு சமமாக இருக்கும்போது ஒரு சுருளின் அதிர்வு மற்றும் இயக்கும் விசையின் அதிர்வெண் நிறை-சுருள் அமைப்பின் இயற்கை அதிர்வெண்ணுக்கு சமமாக இருக்கும்போது ஒரு சுருளில் ஒரு நிறையின் அலைவு ஆகியவை அடங்கும்.

அலைவுகளின் பயன்பாடுகள்

அலைவுகள் அறிவியல், பொறியியல் மற்றும் அன்றாட வாழ்க்கையில் பல்வேறு பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. சில எடுத்துக்காட்டுகள்:

• ஊசல்கள்: ஊசல்கள் நேரத்தை அளவிட, பொருட்களின் இயக்கத்தை ஆய்வு செய்ய மற்றும் பிற கருவிகளை அளவீடு செய்ய பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• சுருள்கள்: சுருள்கள் ஆற்றலைச் சேமிக்க, அதிர்ச்சியை உறிஞ்ச மற்றும் பல்வேறு சாதனங்களில் இழுவையை வழங்க பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• நிறை-சுருள் அமைப்புகள்: நிறை-சுருள் அமைப்புகள் பொருட்களின் இயக்கத்தை ஆய்வு செய்ய, அதிர்ச்சி உறிஞ்சிகளை வடிவமைக்க மற்றும் இசைக் கருவிகளை உருவாக்க பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• அதிர்வு: அதிர்வு சமிக்ஞைகளை பெருக்க, இசைக் கருவிகளை இசைக்க மற்றும் ஆண்டெனாக்களை வடிவமைக்க பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• $$ x = Ae^(-bt) cos(ωt + φ) $$.

அலைவுகள் இயற்பியல் உலகின் அடிப்படைப் பகுதியாகும், மேலும் அவை பல்வேறு பயன்பாடுகளில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன.

அலைவு எவ்வாறு கணக்கிடப்படுகிறது?#

அலைவு என்பது ஒரு மைய மதிப்பைப் பற்றிய ஒரு அளவின் காலமுறை மாறுபாடு ஆகும். இது குறிப்பிட்ட பயன்பாட்டைப் பொறுத்து பல்வேறு முறைகளைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்படலாம்.

1. எளிய சீரிசை இயக்கம்

எளிமையான வகை அலைவு எளிய சீரிசை இயக்கம் (SHM) ஆகும். இது ஒரு நிறை ஒரு சுருளில் இணைக்கப்பட்டு இயக்கத்தில் அமைக்கப்படும் போது ஏற்படுகிறது. நிறையின் இயக்கம் பின்வரும் சமன்பாட்டால் விவரிக்கப்படுகிறது:

$$ x = A cos(ωt + φ) $$

இங்கு:

• $x$ என்பது சமநிலை நிலையில் இருந்து நிறையின் இடப்பெயர்ச்சி
• $A$ என்பது அலைவின் வீச்சு
• $ω$ என்பது அலைவின் கோண அதிர்வெண்
• $t$ என்பது நேரம்
• $φ$ என்பது கட்ட கோணம்

ஒரு அலைவின் வீச்சு என்பது சமநிலை நிலையில் இருந்து நிறையின் அதிகபட்ச இடப்பெயர்ச்சி ஆகும். கோண அதிர்வெண் என்பது நிறை அலைவுறும் விகிதமாகும், மேலும் இது வினாடிக்கு ரேடியன்களில் அளவிடப்படுகிறது. கட்ட கோணம் என்பது நிறை அதன் அலைவைத் தொடங்கும் கோணமாகும்.

2. தணிக்கப்பட்ட அலைவு

தணிக்கப்பட்ட அலைவு என்பது ஒரு வகை அலைவு ஆகும், இதில் அலைவின் வீச்சு காலப்போக்கில் குறைகிறது. இது நிறையின் இயக்கத்தை எதிர்க்கும் உராய்வு அல்லது பிற விசைகளின் இருப்பு காரணமாகும். தணிக்கப்பட்ட அலைவுக்கான சமன்பாடு:

$$ x = Ae^(-bt) cos(ωt + φ) $$

இங்கு:

• b என்பது தணிப்புக் குணகம்

தணிப்புக் குணகம் என்பது தணிப்பு விசையின் வலிமையின் அளவீடு ஆகும். தணிப்புக் குணகம் பெரியதாக இருந்தால், அலைவின் வீச்சு வேகமாக குறையும்.

3. கட்டாய அலைவு

கட்டாய அலைவு என்பது ஒரு வகை அலைவு ஆகும், இதில் நிறை ஒரு வெளிப்புற விசையால் இயக்கப்படுகிறது. கட்டாய அலைவுக்கான சமன்பாடு:

$$ x = A cos(ωt + φ) + F(t) $$

இங்கு:

• F(t) என்பது வெளிப்புற விசை

வெளிப்புற விசை எந்த வகையான சார்பாகவும் இருக்கலாம், ஆனால் இது பெரும்பாலும் ஒரு சைனூசாய்டல் சார்பாக இருக்கும். கட்டாய அலைவின் வீச்சு வெளிப்புற விசையின் வீச்சு மற்றும் தணிப்புக் குணகத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

4. அதிர்வு

வெளிப்புற விசையின் அதிர்வெண் நிறை-சுருள் அமைப்பின் இயற்கை அதிர்வெண்ணுக்கு சமமாக இருக்கும்போது அதிர்வு எனும் நிகழ்வு ஏற்படுகிறது. அதிர்வில், கட்டாய அலைவின் வீச்சு அதிகபட்சமாக இருக்கும்.

அலைவின் எடுத்துக்காட்டுகள்

அலைவு என்பது இயற்கை மற்றும் பொறியியலில் பொதுவான நிகழ்வு ஆகும். அலைவின் சில எடுத்துக்காட்டுகள்:

• ஒரு ஊசலின் இயக்கம்
• ஒரு கிட்டார் சரத்தின் அதிர்வு
• ஒரு சுருளின் அலைவு
• பூமியின் சுழற்சி

அலைவு கடிகாரங்கள், கைக்கடிகாரங்கள் மற்றும் வானொலிகள் போன்ற பல்வேறு சாதனங்களிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

எளிய சீரிசை இயக்கம்#

எளிய சீரிசை இயக்கம் (SHM) என்பது ஒரு காலமுறை இயக்கமாகும், இதில் மீட்டல் விசை சமநிலை நிலையில் இருந்து இடப்பெயர்ச்சியின் எதிர்மறைக்கு நேர்விகிதத்தில் இருக்கும். இது காலமுறை இயக்கத்தின் ஒரு சிறப்பு வழக்கு மற்றும் அதன் சைனூசாய்டல் தன்மையால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது.

SHM இன் பண்புகள்:

1. மீட்டல் விசை: SHM இல் உள்ள மீட்டல் விசை எப்போதும் சமநிலை நிலையை நோக்கி செலுத்தப்படுகிறது மற்றும் எதிர்மறை இடப்பெயர்ச்சிக்கு விகிதாசாரமாகும். இதன் பொருள் அலைவுறும் பொருளை அதன் சமநிலை நிலைக்குத் திரும்பக் கொண்டு வருவதற்கு விசை செயல்படுகிறது.

2. சைனூசாய்டல் இயக்கம்: SHM ஐ மேற்கொள்ளும் ஒரு பொருளின் இடப்பெயர்ச்சி நேரத்தின் சைனூசாய்டல் சார்பு ஆகும். இதன் பொருள் பொருள் ஒரு நேர்கோட்டில் முன்னும் பின்னுமாக நகரும், அதன் நிலை மென்மையாகவும் காலமுறையாகவும் மாறுபடும்.

3. வீச்சு: SHM இன் வீச்சு என்பது சமநிலை நிலையில் இருந்து பொருளின் அதிகபட்ச இடப்பெயர்ச்சி ஆகும். இது பொருளின் அலைவின் அளவைக் குறிக்கிறது.

4. அலைவு நேரம்: SHM இன் அலைவு நேரம் என்பது பொருள் ஒரு முழுமையான அலைவை முடிக்க எடுக்கும் நேரமாகும். இது பொருள் அதன் சமநிலை நிலையில் இருந்து, ஒரு திசையில் அதிகபட்ச இடப்பெயர்ச்சிக்கு, மீண்டும் சமநிலை நிலைக்கு, எதிர் திசையில் அதிகபட்ச இடப்பெயர்ச்சிக்கு, இறுதியாக மீண்டும் சமநிலை நிலைக்கு நகர எடுக்கும் நேரமாகும்.

5. அதிர்வெண்: SHM இன் அதிர்வெண் என்பது ஒரு வினாடியில் முடிக்கப்பட்ட அலைவுகளின் எண்ணிக்கை ஆகும். இது அலைவு நேரத்தின் தலைகீழ் மற்றும் ஹெர்ட்ஸ் (Hz) இல் அளவிடப்படுகிறது.

SHM இன் எடுத்துக்காட்டுகள்:

1. நிறை-சுருள் அமைப்பு: ஒரு சுருளில் இணைக்கப்பட்ட ஒரு நிறை SHM இன் ஒரு செல்லுபடியாகும் எடுத்துக்காட்டு. நிறை அதன் சமநிலை நிலையில் இருந்து இழுக்கப்பட்டு விடுவிக்கப்படும் போது, அது ஒரு சைனூசாய்டல் இயக்கத்துடன் முன்னும் பின்னுமாக அலைவுறும். இந்த வழக்கில் மீட்டல் விசை சுருளால் வழங்கப்படுகிறது.

2. ஊசல்: முன்னும் பின்னுமாக ஊஞ்சலாடும் ஒரு ஊசலும் SHM ஐ மேற்கொள்கிறது. இந்த வழக்கில் மீட்டல் விசை ஈர்ப்பு விசையால் வழங்கப்படுகிறது.

3. ஒலி அலைகள்: ஒலி அலைகள் என்பது அழுத்தத்தில் ஏற்படும் அலைவுகளைக் கொண்ட இயந்திர அலைகள் ஆகும். இந்த அலைவுகளை SHM ஆகக் குறிப்பிடலாம், இடப்பெயர்ச்சி அழுத்தத்தில் ஏற்படும் மாறுபாடாக இருக்கும்.

4. மாறுதிசை மின்னோட்ட (AC) சுற்றுகள்: AC சுற்றுகளில், மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்னோட்டம் நேரத்துடன் சைனூசாய்டலாக மாறுபடும். இந்த சைனூசாய்டல் மாறுபாட்டை SHM ஆகக் குறிப்பிடலாம், இடப்பெயர்ச்சி மின்னழுத்தம் அல்லது மின்னோட்டமாக இருக்கும்.

SHM என்பது இயற்பியலில் ஒரு அடிப்படைக் கருத்தாகும் மற்றும் இயக்கவியல், ஒலியியல் மற்றும் மின் பொறியியல் உள்ளிட்ட பல்வேறு துறைகளில் பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. அலைவுறும் அமைப்புகளின் நடத்தையை பகுப்பாய்வு செய்வதற்கும் கணிக்கவும் SHM ஐப் புரிந்துகொள்வது அவசியம்.

அலைவுகளின் வகைகள்#

அலைவு என்பது ஒரு பொருள் அல்லது அமைப்பின் மையப் புள்ளி அல்லது நிலையைப் பற்றிய மீண்டும் மீண்டும் நிகழும் இயக்கமாகும். பல்வேறு வகையான அலைவுகள் உள்ளன, ஒவ்வொன்றும் அதன் சொந்த தனித்துவமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. மிகவும் பொதுவான அலைவு வகைகளில் சில:

• எளிய சீரிசை அலைவு என்பது எளிமையான வகை அலைவு ஆகும், மேலும் இது ஒரு பொருள் ஒரு நேர்கோட்டில் முன்னும் பின்னுமாக நகரும் போது ஏற்படுகிறது. ஒரு ஊசலின் இயக்கம் ஒரு எளிய சீரிசை அலைவு ஆகும்.
• தணிக்கப்பட்ட அலைவு என்பது ஒரு வகை அலைவு ஆகும், இதில் இயக்கத்தின் வீச்சு காலப்போக்கில் குறைகிறது. இது இயக்கத்தை எதிர்க்கும் உராய்வு அல்லது பிற விசைகளின் இருப்பு காரணமாகும். ஒரு சுருள்-நிறை அமைப்பின் இயக்கம் ஒரு தணிக்கப்பட்ட அலைவு ஆகும்.
• கட்டாய அலைவு என்பது ஒரு வகை அலைவு ஆகும், இதில் பொருளின் இயக்கம் ஒரு வெளிப்புற விசையால் இயக்கப்படுகிறது. ஒரு ஊஞ்சலில் ஒரு குழந்தையின் இயக்கம் ஒரு கட்டாய அலைவு ஆகும்.
• அதிர்வு என்பது ஒரு வகை அலைவு ஆகும், இதில் இயக்கும் விசையின் அதிர்வெண் அமைப்பின் இயற்கை அதிர்வெண்ணுடன் பொருந்தும் போது இயக்கத்தின் வீச்சு வியத்தகு முறையில் அதிகரிக்கிறது. டகோமா நேரோஸ் பாலத்தின் சரிவு அதிர்வுக்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு.

அலைவுகளின் எடுத்துக்காட்டுகள்

நம்மைச் சுற்றியுள்ள உலகில் பல எடுத்துக்காட்டுகள் உள்ளன. மிகவும் பொதுவான எடுத்துக்காட்டுகளில் சில:

• ஒரு ஊசலின் இயக்கம்
• ஒரு சுருள்-நிறை அமைப்பின் இயக்கம்
• ஒரு ஊஞ்சலில் ஒரு குழந்தையின் இயக்கம்
• ஒரு கிட்டார் சரத்தின் இயக்கம்
• ஒரு அலையின் இயக்கம்

அலைவுகளின் பயன்பாடுகள்

அலைவு அறிவியல், பொறியியல் மற்றும் அன்றாட வாழ்க்கையில் பல பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. மிகவும் பொதுவான பயன்பாடுகளில் சில:

• கடிகாரங்கள் மற்றும் கைக்கடிகாரங்கள்
• இசைக்கவை முளைகள்
• நிலநடுக்கமானிகள்
• சோனார்
• ரேடார்
• வானொலி அலைகள்
• நுண்ணலைகள்
• லேசர்கள்

அலைவு என்பது ஒரு அடிப்படை நிகழ்வு ஆகும், இது நமது உலகின் பல அம்சங்களில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. வெவ்வேறு வகையான அலைவுகள் மற்றும் அவற்றின் பயன்பாடுகளைப் புரிந்துகொள்வதன் மூலம், நம்மைச் சுற்றியுள்ள உலகத்தை நன்கு புரிந்துகொண்டு அதை நமது நன்மைக்குப் பயன்படுத்தலாம்.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள் – FAQs#

ஒரு இயக்கம் அலைவுறும் ஆனால் எளிய சீரிசையாக இருக்க முடியுமா? சரியான காரணத்துடன் விளக்குக.

ஆம், ஒரு இயக்கம் அலைவுறும் ஆனால் எளிய சீரிசையாக இருக்காது. எளிய சீரிசை இயக்கம் என்பது அலைவுறும் இயக்கத்தின் ஒரு சிறப்பு வகையாகும், இதில் மீட்டல் விசை சமநிலை நிலையில் இருந்து இடப்பெயர்ச்சிக்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகவும் எதிர் திசையில் செயல்படுகிறது. இதன் பொருள் இயக்கம் காலமுறையானது மற்றும் முடுக்கம் எப்போதும் சமநிலை நிலையை நோக்கி செலுத்தப்படுகிறது.

மறுபுறம், அலைவுறும் இயக்கம் என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட இடைவெளியில் தன்னை மீண்டும் மீண்டும் செய்யும் எந்தவொரு இயக்கத்தையும் குறிக்கிறது. இதன் பொருள் அலைவுறும் இயக்கத்தை மேற்கொள்ளும் பொருளின் நிலை, திசைவேகம் மற்றும் முடுக்கம் ஒரு குறிப்பிட்ட இடைவெளியில் தங்களை மீண்டும் செய்கின்றன. இருப்பினும், அலைவுறும் இயக்கம் எளிய சீரிசையாக இருக்க வேண்டிய அவசியமில்லை.

எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு ஊசலின் இயக்கத்தைக் கவனியுங்கள். ஊசல் முன்னும் பின்னுமாக ஊஞ்சலாடுகிறது, ஆனால் மீட்டல் விசை சமநிலை நிலையில் இருந்து இடப்பெயர்ச்சிக்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாக இல்லை. மாறாக, மீட்டல் விசை இடப்பெயர்ச்சி கோணத்தின் சைனுக்கு விகிதாசாரமாகும். இதன் பொருள் ஊசலின் இயக்கம் எளிய சீரிசையாக இல்லை, ஆனால் அது இன்னும் அலைவுறும்.

எளிய சீரிசையாக இல்லாத அலைவுறும் இயக்கத்தின் மற்றொரு எடுத்துக்காட்டு ஒரு சுருள்-நிறை அமைப்பின் இயக்கமாகும். ஒரு நிறை ஒரு சுருளில் இணைக்கப்பட்டு இயக்கத்தில் அமைக்கப்படும் போது, நிறை முன்னும் பின்னுமாக அலைவுறும். இருப்பினும், மீட்டல் விசை சமநிலை நிலையில் இருந்து இடப்பெயர்ச்சிக்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாக இல்லை. மாறாக, மீட்டல் விசை சுருளின் நீட்சி அல்லது சுருக்கத்தின் அளவிற்கு விகிதாசாரமாகும். இதன் பொருள் சுருள்-நிறை அமைப்பின் இயக்கம் எளிய சீரிசையாக இல்லை, ஆனால் அது இன்னும் அலைவுறும்.

பொதுவாக, ஒரு குறிப்பிட்ட இடைவெளியில் தன்னை மீண்டும் மீண்டும் செய்யும் எந்தவொரு இயக்கமும் அலைவுறும் இயக்கமாகும். இருப்பினும், மீட்டல் விசை சமநிலை நிலையில் இருந்து இடப்பெயர்ச்சிக்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகவும் எதிர் திசையில் செயல்படும் அலைவுறும் இயக்கங்கள் மட்டுமே எளிய சீரிசை இயக்கங்கள் ஆகும்.

ஒரு துகளின் இயக்கம் எளிய சீரிசை இயக்கமாக இருக்க அடிப்படை நிபந்தனை என்ன?

எளிய சீரிசை இயக்கம் (SHM) என்பது ஒரு காலமுறை இயக்கமாகும், இதில் மீட்டல் விசை சமநிலை நிலையில் இருந்து இடப்பெயர்ச்சியின் எதிர்மறைக்கு நேர்விகிதத்தில் இருக்கும். ஒரு துகளின் இயக்கம் SHM ஆக இருக்க அடிப்படை நிபந்தனை என்னவென்றால், துகளில் செயல்படும் விசை ஒரு நேரியல் மீட்டல் விசையாக இருக்க வேண்டும். இதன் பொருள் விசை சமநிலை நிலையில் இருந்து எதிர்மறை இடப்பெயர்ச்சிக்கு விகிதாசாரமாக இருக்க வேண்டும்.

கணித ரீதியாக, இதை பின்வருமாறு வெளிப்படுத்தலாம்:

$$F = -kx$$

இங்கு:

• $F$ என்பது துகளில் செயல்படும் விசை
• $k$ என்பது சுருள் மாறிலி
• $x$ என்பது சமநிலை நிலையில் இருந்து இடப்பெயர்ச்சி

எதிர்மறை குறி விசை எப்போதும் சமநிலை நிலையை நோக்கி செலுத்தப்படுகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது.

SHM இன் சில எடுத்துக்காட்டுகள்:

• ஒரு நிறை-சுருள் அமைப்பு, இதில் சுருள் மீட்டல் விசையை வழங்குகிறது.
• ஒரு ஊசல், இதில் ஈர்ப்பு விசை மீட்டல் விசையை வழங்குகிறது.
• ஒரு அதிரும் சரம், இதில் சரத்தின் இழுவை மீட்டல் விசையை வழங்குகிறது.

இந்த ஒவ்வொரு வழக்கிலும், துகளில் செயல்படும் விசை சமநிலை நிலையில் இருந்து எதிர்மறை இடப்பெயர்ச்சிக்கு விகிதாசாரமாக உள்ளது, எனவே இயக்கம் SHM ஆகும்.

தணிக்கப்பட்ட அலைவில், உடலின் அலைவுக்கு என்ன நடக்கிறது?

தணிக்கப்பட்ட அலைவில், ஆற்றல் சிதறடிப்பதால் அலைவின் வீச்சு காலப்போக்கில் குறைகிறது. இது தணிக்கப்படாத அலைவுக்கு மாறாக உள்ளது, இதில் வீச்சு மாறாமல் இருக்கும்.

தணிப்பு விசை என்பது அலைவுறும் பொருளின் இயக்கத்தை எதிர்க்கும் ஒரு விசையாகும். இது உராய்வு, காற்று எதிர்ப்பு அல்லது பிற காரணிகளால் ஏற்படலாம். தணிப்பு விசை அதிகமாக இருந்தால், அலைவின் வீச்சு வேகமாக குறையும்.

ஒரு தணிக்கப்பட்ட அலைவியின் இயக்கச் சமன்பாடு:

$$m\frac{d^2x}{dt^2} + c\frac{dx}{dt} + kx = 0$$

இங்கு:

• $m$ என்பது அலைவுறும் பொருளின் நிறை
• $c$ என்பது தணிப்புக் குணகம்
• $k$ என்பது சுருள் மாறிலி

இந்த சமன்பாட்டிற்கான தீர்வு:

$$x(t) = e^{-\frac{ct}{2m}} A\cos(\omega t + \phi)$$

இங்கு:

• $A$ என்பது அலைவின் வீச்சு
• $ω$ என்பது அலைவின் கோண அதிர்வெண்
• $φ$ என்பது கட்ட கோணம்

அலைவின் வீச்சு காலப்போக்கில் அதிவேகமாக குறைகிறது, இதன் நேர மாறிலி:

$$\tau = \frac{2m}{c}$$

அலைவின் கோண அதிர்வெண்ணும் தணிப்பு விசையால் பாதிக்கப்படுகிறது, மேலும் தணிப்பு அதிகரிக்கும் போது குறைகிறது.

தணிக்கப்பட்ட அலைவின் எடுத்துக்காட்டுகள்

• காற்றில் ஊஞ்சலாடும் ஒரு ஊசல் காற்று எதிர்ப்பு காரணமாக இறுதியில் நிற்கும்.
• உராய்வு காரணமாக ஒரு சுருள்-நிறை அமைப்பு இறுதியில் அலைவுறுவது நிற்கும்.
• ஒரு ஒலி அலை அது பயணிக்கும் ஊடகத்தால் ஒலி ஆற்றலை உறிஞ்சுவதால் இறுதியில் சிதறடிக்கப்படும்.

தணிக்கப்பட்ட அலைவு என்பது இயற்கை மற்றும் பொறியியலில் ஒரு பொதுவான நிகழ்வு ஆகும். விரும்பிய அதிர்வெண் மற்றும் வீச்சில் அலைவுறும் அமைப்புகளை வடிவமைக்க தணிப்பின் விளைவுகளைப் புரிந்துகொள்வது முக்கியம்.

இலவச அலைவு என்றால் என்ன?

இலவச அலைவு என்பது ஒரு வகை காலமுறை இயக்கமாகும், இது ஒரு அமைப்பு அதன் சமநிலை நிலையில் இருந்து இடம்பெயர்ந்து பின்னர் விடுவிக்கப்படும் போது ஏற்படுகிறது. அமைப்பு பின்னர் அ