რხევა

რხევა — განმეორებითი ცვალებადობა დროის გარკვეულ მონაკვეთში. მექანიკური რხევის აღსაწერად გამოიყენება ტერმინი ვიბრაცია. მექანიკური სისტემების გარდა, რხევა აგრეთვე გვხვდება დინაიკურ სისტემებში. მაგალითად:ადამიანის გულისცემა, სიმებიანი გიტარის ან სხვა სიმებიანი საკრავის ვიბრაცია. ფიზიკასა და ტექნიკაში ისეთი რხევები გვხვდება, რომლებიც არსებითად განსხვავდებიან ერთმანეთისაგან როგორც რხევის პერიოდით, ისე წარმოშOბის მექანიზმით. ფიზიკური ბუნების მიხედვით რხევა იყოფა რამდენიმე სახედ:

• მექანიკური რხევა
• ელექტრომაგნიტური რხევა
• ქიმიური რხევა
• ელექტრომექანიკური რხევა
• თერმოდინამიკული რხევა

სხვადასხვა ბუნების მქონე რხევებს საერთო კანონზომიერებები ახასიათებთ. რხევების კანონზომიერებებს შეისწავლის რხევათა თეორია

რხევა კინემატიკაში

კინემატიკის თვალსაზრისით შეიძლება გამოვყოთ ზოგიერთი მნიშვნელოვანი რხევა. რხევას პერიოდულს უწოდებენ, თუ $s(t)$ ცვალებადი ფიზიკური სიდიდე მეორდება განუსაზღვრელად ბევრჯერ დროის ერთნაიირ $t=T$ შუალედის შემდეგ. $s(t+T)=s(T),($-∞ < $t$ < ∞$),T$ - პერიოდია, რხევათა რიცხვს დროის ერთეულში $v=$1/წმ ეწოდება რხევის სიხშირე.

პერიოდული რხევების უმარტივესი სახეა სინუსოიდური, ანუ ჰარმონიული რხევა. ჰარმონიული რხევის დროს $s(t)=Asin(wt+$φ$)$. $A$ - ამპლიტუდაა. $w=$ $2$π/$T=2$π$v$ წრიული ანუ ციკლური სიხშირეა. დროის $wt+$φ უწოდებენ ფაზას.

არც ბუნებაში და არც ტექნიკაში არ გვხვდება მკაცრად პერიოდული რხევები. შესაძლებელია რხევების დაყოფა სამ ტიპად:თავისუფალი რხევები, ფლუქტუაციური რხევები და ავტორხევები.

თავისუფალი (საკუთარი) რხევები

ამ ტიპის რხევები აღიძვრება მხოლოდ შინაგანი ძალების ზემოქმედებით გარე მიზეზით წონასწორობის მდგომარეობიდან გამოყვანილ სისტემებში (მაგალითად ზამბარიანი ქანქარის რხევები ტვირთის წონასწორობიდან გამოყვანის შემდეგ). ზამბარიან ქანქარასა და რხევით კონტურში აღძრული რხევები განეკუთვნება წრფივ რხევით სისტემებში მიმდინათე თავისუფალი რხევების კერძო ტიპს. თუ წონასწორობის მდებარეობაში დამაბრუნებელი ძალა არ არის წონასწორობიდან გადახრის პროპორციული, თავისუფალი რხევები აღიწერება არაწრფივი დიფერენცული განტოლებებით. ასეთ სისტემებს არაწრფივი სისტემები ეწოდება. წრფივი სისტემებისაგან განსხვავებით ასეთ სისტემებში თავისუფალი რხევები არ არის სინუსოიდური, ამასთან ერთად მათი პერიოდი დამოკიდებულია საწყის პირობებზე.

ფლუქტუაციური რხევები

ფლუქტუაციურ რხევათა მიზეზია ნივთიერების სითბური მოძრაობა. იმის გამო რომ, ქანქარა, ტვირთი, კონტური მონაწილეობენ მატერიის სითBურ მოძრაობაში, ისინი განიცდიან განუწყვეტლივ ფლუქტუაციურ რხევებს — ბროუნის მოძრაობის ერთ-ერთ სახეს.

ავტორხევები

ავტორხევები ეწოდება მიულევად რხევებს, რომლებიც შეიძლება არსებობდეს გარე პერიოდული ზემოქმედების გარეშე. ავტორხევების პერიოდი და ამპლიტუდა განისაზღვრება მხოლოდ თვით სისტემის თვისებებით და გარკვეულ ფარგლებში არ არის დამოკიდებული საწყის პირობებზე. ავტორხევების მაგალითის წარმოადგენს საათის ქანქარის რხევა, რომელიც გამოწვეულია საწონის დაბლა დაშვებით.

რხევა არ არის ლოკალიზებული. იგი ვრცელდება და ამოძრავებს გარშემო სხეულებს. რხევის გავრცელების მოვლენა განსაკუთრებით ძლიერად ვლინდება სწრაფი მექანიკური რხევების დროს. ასეთი რხევები ვრცელდება მაგალითად ჰაერში, ელექტრომაგნიტური წყაროს გარშემო. რხევებს წარმოქმნის ცვლადი ელეცტრული და მაგნიტური ველები, რომლების შესაძლებელია გავრცელდეს დიელექტრიკში. რხევების გავრცელების ტალღა ეწოდება. თუ სისტემა გარე პერიოდული ზემოქმედების შედეგად ირხევა ეწოდება იძულებითი რხევა. იძულებითი რხევის ამპლიტუდა ძლიერ დამოკიდებულია ზემოქმედების სიხშIრესა და სისტემის საუთარი რხევების სიხშირეს შორის არსებულ თანაფარდობაზე. იძულებითი რხევის ამპლიტურას მკვეთრი მაქსიმუმი მაშIნ აქვს, როდესაც ეს სიხშირეები ერთმანეთს ემთხვევა. ამ მოვლენას რეზონანსი ეწოდება.

ლიტერატურა

• ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია, ტ. 8, თბ., 1984. — გვ. 524-525.
• ლიტ. მარიანაშვილი მ., ზოგადი ფიზიკის კურსი, ნაწ. 1, გამოც. მე-3, თბ.,1973;
• Андронов А. А., Витт А. А., Хайкин С. Э., Теория колебаний, З изд., М., 1981
• Бишоп Р., Колебания, пер. с ангел., 2 изд М., 1979;
• Горелик Г. С., Колебания и волны, 2 изд., М.—Л., 1959;
• Стрелков С.П., Введение в теорию колебаний, М.—Л., 1951;
• Стрэтт Дж. В. (лорд Рэлей), Теория Звука, пер. с ангд., 2 изд., т. 1—2, М., 1955;
• Элементарный учебник физики, под ред. Г. С. Ландсберга, 7 изд., т. 1, М., 1971.

რესურსები ინტერნეტში

• Vibrations – a chapter from an online textbook