Värähtely

Värähtely on kappaleen tai järjestelmän osien jaksollista liikettä tasapainoaseman ympärillä, tai yleisemmin fysikaalisen suureen (kuten esimerkiksi sähkökentän, ilmanpaineen) arvon jaksollista vaihtelua ajan funktiona. Esimerkkejä mekaanisesta värähtelystä ovat heilurin liike ja sydämen syke, sähkömagneettisesta värähtelystä radioaallot. Värähtelyyn vaikuttavia tekijöitä ovat värähtelijän massa ja jäykkyys sekä värähtelevään massaan vaikuttavat dynaamiset voimat. Jos värähtelevä liike on kiertyvää, se on saman painoisilla ja yhtä jäykillä kappaleilla hitaampaa kuin suoraan tapahtuva värähtelyliike. Värähtelyliikkeeseen vaikuttavat hidastavasti myös vaimentavasti vaikuttavat ulkoiset voimat. Ulkoinen voima voi olla myös värähtelyä kiihdyttävä. Joka tapauksessa värähtely tapahtuu joskus kappaleessa itsessään olevat seikat, joskus ulkoiset voimat. Ulkoisten voimien vaikuttaessa värähtelyyn on kyseessä pakkovärähtely.

Värähdyksen jaksonaika tarkoittaa yhteen värähdykseen kuluvaa aikaa ja se on värähtelyn taajuuden käänteisarvo:

$T={1 \over f}\Leftrightarrow f={1 \over T}$, missä $f$ = värähtelyn taajuus ja $T$ = värähtelyn jaksonaika.

Heilurin tapauksessa värähdystaajuuteen vaikuttavat heilurin varren pituus ja painovoima mutta eivät juurikaan heilurin paino tai liikkeen laajuus eli amplitudi.

Kitaran kielen värähtelytaajuus eli käytännössä äänenkorkeus riippuu kielen pituudesta, jännityksestä eli kireydestä ja painosta.

Jos kaksi keskenään vuorovaikuttavaa värähtelijää värähtelee samalla taajuudella, niiden sanotaan olevan resonanssissa tai resonoivan keskenään.

Sähköistä värähtelijää kutsutaan oskillaattoriksi. Mekaanista värähtelijää sanotaan myös vibraattoriksi.

Katso myös

• Harmoninen värähtelijä
• Äänirauta
• Värähtelypiiri
• Fononi