Unităţi de măsură pentru vibraţii
Până acum, am discutat despre deplasarea unui obiect vibrator ca măsură a amplitudinii vibraţiilor sale.
Deplasarea este pur şi simplu distanţa dintre poziţia curentă a corpului până la o poziţie de referinţă, sau punct de echilibru. Mai mult decât atât, pe lângă o deplasare variabilă, un obiect care vibrează va fi caracterizat şi de o viteză de vibraţie variabilă, şi de o acceleraţie variabilă. Viteza este definită ca fiind derivata de ordinul întâi a deplasării, şi se măsoară de obicei în (mm/s), iar acceleraţia este definită ca fiind derivata de ordinul întâi a vitezei sau derivata de ordinul doi a deplasării şi este de obicei măsurată în unităţi (g), sau acceleraţia gravitaţională medie la suprafaţa pământului.
Deplasarea unui corp care se află într-o mişcare oscilatorie armonică simplă se poate reprezenta ca şi undă sinusoidală. De asemenea, pare (şi este uşor de dovedit matematic), că viteza de mişcare este sinusoidală. În cazul în care deplasarea atinge amplitudinea maximă, viteza va fi zero, pentru că defazajul între deplasare şi viteză este de 900. Atunci când deplasarea este zero (la punctul de echilibru), viteza va fi maximă.
Ştiind că acceleraţia este derivata de ordinul întâi a vitezei, putem demonstra că acceleraţia formei de undă a unui obiect aflat în mişcare oscilatorie armonică simplă este, de asemenea, sinusoidală şi că, atunci când viteza este maximă, acceleraţia este zero. Cu alte cuvinte, viteza nu se schimbă în acest moment. Apoi, atunci când viteza este zero, acceleraţia va avea amplitudinea maximă – şi viteza se schimbă cel mai repede în acest moment. Astfel, sinusoida acceleraţiei în funcţie de timp este defazată cu 900 faţă sinusoida vitezei.
Aceste relaţii sunt prezentate aici:
Se observă că acceleraţia este defazată cu 1800 faţă de deplasare. Acest lucru înseamnă că vectorul acceleraţie al unui obiect vibrator este întotdeauna pe aceeaşi direcţie, dar în sens opus vectorului deplasare. Astfel, se poate defini un alt parametru, şi anume rata de schimbare a acceleraţiei, cunoscut ca „şoc sau smucitură”.
Şoc este şi ceea ce simţim atunci când maşina se opreşte dacă menţinem pedala de frână apăsată cu presiune constantă. Este într-adevăr încetarea bruscă la decelerare. Producătorii de ascensoare sunt interesaţi în măsurarea şocului de oprire, pentru ca este vorba despre variaţia de acceleraţie la care sunt sensibili pasagerii liftului.