Atšķirība starp vienkāršo harmonisko un periodisko kustību

Vienkārša harmoniska kustība pret periodisku kustību

Periodiskas kustības un vienkāršas harmoniskas kustības ir divi ļoti svarīgi fizikas pētījumu virzieni. Vienkārša harmoniska kustība ir labs modelis, lai izprastu sarežģītās periodiskās kustības. Šis raksts izskaidros periodiskās kustības un vienkāršās harmoniskās kustības, to pielietojumu, līdzības un visbeidzot atšķirības.

Periodiska kustība

Periodisku kustību var uzskatīt par jebkuru kustību, kas atkārtojas noteiktā laika posmā. Planēta, kas griežas ap sauli, ir periodiska kustība. Satelīts, kas riņķo ap Zemi, ir periodiska kustība, pat līdzsvara bumbiņas komplekta kustība ir periodiska kustība. Lielākā daļa periodisko kustību, ar kurām mēs sastopamies, ir apļveida vai pusapaļas. Periodiskai kustībai ir frekvence. Biežums nozīmē, cik bieži notikums notiek. Vienkāršības labad kā biežumu sekundē ņem frekvenci. Periodiskas kustības var būt gan vienveidīgas, gan nevienmērīgas. Vienveidīgai periodiskai kustībai var būt vienāds leņķiskais ātrums. Tādām funkcijām kā amplitūdas modulācija var būt divkārši periodi. Tās ir periodiskas funkcijas, kas iekapsulētas citās periodiskās funkcijās. Periodiskās kustības biežuma apgrieztais lielums dod laiku periodam. Periodiskas kustības arī ir vienkāršas harmoniskas kustības un slāpētas harmoniskas kustības.

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 tiek slāpēts un apstāsies. Reālās dzīves situācija vienmēr ir slāpēta svārstība. Atsperu masu 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 maksimāla, un kinētiskā enerģija kļūst par nulli.