Atšķirība starp svārstībām un vienkāršo harmonisko kustību

Svārstības pret vienkāršu harmonisku kustību

Svārstības un vienkārša harmoniskā kustība ir divas periodiskas kustības, kuras apspriež fizikā. Svārstību un vienkāršās harmoniskās kustības jēdzieni tiek plaši izmantoti tādās jomās kā mehānika, dinamika, orbītas kustības, mašīnbūve, viļņi un vibrācijas, kā arī dažādās citās jomās. Ir svarīgi pareizi izprast šos jēdzienus, lai sasniegtu izcilību šādās jomās. Šajā rakstā mēs apspriedīsimies, kas ir svārstības un vienkāršās harmoniskās kustības, svārstību un vienkāršās harmoniskās kustības definīcijas, to pielietojumi, daži vienkāršo harmonisko kustību un svārstību piemēri, to līdzības un visbeidzot atšķirība starp svārstībām un vienkāršo harmoniku kustība.

Svārstības

Svārstības ir periodiskas kustības veids. Svārstības parasti definē kā atkārtotas izmaiņas laika gaitā. Svārstības var notikt vidējā līdzsvara punktā vai starp diviem stāvokļiem. Svārsts ir labs svārstīgas kustības piemērs. Svārstības lielākoties ir sinusoidālas. Maiņstrāva ir arī labs piemērs svārstībām. Vienkāršā svārsta gadījumā bobs svārstās virs vidējā līdzsvara punkta. Maiņstrāvā elektroni svārstās slēgtās ķēdes iekšpusē līdzsvara punktā. Pastāv trīs veidu svārstības. Pirmais veids ir neslāpētas svārstības, kurās svārstību iekšējā enerģija paliek nemainīga. Otra veida svārstības ir slāpētas svārstības. Slāpētu svārstību gadījumā svārstību iekšējā enerģija laika gaitā samazinās. Trešais tips ir piespiedu svārstības. Piespiedu svārstībās periodiski svārstam tiek pielikts spēks uz svārsta.

Vienkāršs Harmonic Motion

Vienkāršo harmonisko kustību definē kā kustību, kuras forma ir = = (ω²) x kur “a” ir paātrinājums un “x” ir pārvietojums no līdzsvara punkta. Termins ω ir konstante. Vienkāršai harmoniskai kustībai ir nepieciešams atjaunojošs spēks. Atjaunojošais spēks var būt atspere, gravitācijas spēks, magnētiskais spēks vai elektriskais spēks. Vienkārša harmoniska svārstība neizstaros enerģiju. Sistēmas kopējā mehāniskā enerģija tiek saglabāta. Ja saglabāšana neattiecas, sistēma būs slāpēta harmoniskā sistēma. Ir daudz svarīgu vienkāršo harmonisko svārstību pielietojumu. Svārsta pulkstenis ir viena no labākajām pieejamajām harmoniskajām sistēmām. Var parādīt, ka svārstību periods nav atkarīgs no svārsta masas. Ja kustību ietekmē ārēji faktori, piemēram, gaisa pretestība, tas galu galā slāpē un apstājas. Reāla dzīves situācija vienmēr ir slāpēta svārstība. Ideāla atsperu masas sistēma ir arī labs paraugs vienkāršai harmoniskajai svārstībai. Spēks, ko rada atsperes elastība, šajā scenārijā darbojas kā atjaunojošais spēks. Vienkāršo harmonisko kustību var uzskatīt arī par apļveida kustības projekciju ar nemainīgu leņķisko ātrumu. Līdzsvara stāvoklī sistēmas kinētiskā enerģija kļūst par maksimumu, un pagrieziena punktā potenciālā enerģija kļūst par maksimumu, un kinētiskā enerģija kļūst par nulli.