Különbség az egyszerű harmonikus és az időszakos mozgás között

Egyszerű harmonikus mozgás vs periodikus mozgás

Az időszakos mozgások és az egyszerű harmonikus mozgások a fizika tanulmányozásának két nagyon fontos típusa. Az egyszerű harmonikus mozgás jó modell a komplex időszakos mozgások megértésére. Ez a cikk elmagyarázza, hogy mi az időszakos és az egyszerű harmonikus mozgás, alkalmazásuk, hasonlóságok és végül a különbségek.

Időszakos mozgás

Periódikus mozgásnak tekinthető minden olyan mozgás, amely egy meghatározott időtartam alatt megismétlődik. A Nap körül forgó bolygó periodikus mozgás. A föld körül keringő műhold periodikus mozgás, még az egyensúlyi golyókészlet mozgása is periodikus mozgás. A periodikus mozgások többsége kör vagy fél kör alakú. Az időszakos mozgásnak frekvenciája van. A gyakoriság azt jelenti, hogy az esemény milyen gyakran fordul elő. Az egyszerűség kedvéért másodpercenként előfordulási gyakoriságot veszünk. Az időszakos mozgások lehetnek egyenletesek vagy nem egységesek. Az egyenletes periódusos mozgás egyenletes szögsebességgel járhat. Az olyan funkciók, mint az amplitúdó moduláció, kettős periódussal rendelkezhetnek. Periódikus függvények, amelyek be vannak ágyazva más periodikus függvényekbe. A periódusos mozgás frekvenciájának inverze megadja az időt egy adott periódusra. Az egyszerű harmonikus mozgások és a tompított harmonikus mozgások szintén periodikus mozgások.

Egyszerű harmonikus mozgás

Az egyszerű harmonikus mozgást a = - (ω) formájú mozgásként definiálják²) x, ahol „a” a gyorsulás és „x” az elmozdulás az egyensúlyi pontból. A ω kifejezés állandó. Az egyszerű harmonikus mozgás helyreállító erőt igényel. A helyreállító erő lehet rugó, gravitációs erő, mágneses erő vagy elektromos erő. Egy egyszerű harmonikus rezgés nem bocsát ki energiát. A rendszer teljes mechanikai energiája megőrződik. Ha a védelem nem érvényes, akkor a rendszer csillapított harmonikus rendszer lesz. Az egyszerű harmonikus rezgéseknek számos fontos alkalmazása van. Az ingaóra az egyik legjobb elérhető harmonikus rendszer. Megmutatható, hogy az oszcilláció időtartama nem függ az inga tömegétől. Ha olyan külső tényezők, mint például a légállóság befolyásolják a mozgást, az végül tompul és megáll. A valós helyzet mindig csillapított rezgés. A rugós tömegrendszer jó példa az egyszerű harmonikus rezgésre is. Ebben a forgatókönyvben a rugó rugalmassága által létrehozott erő helyreállító erőként működik. Az egyszerű harmonikus mozgást úgy is lehet venni, mint egy állandó szögsebességű kör alakú mozgást. Az egyensúlyi pontban a rendszer kinetikus energiája maximálissá válik, és fordulópontban a potenciális energia maximálissá válik, a kinetikus energia pedig nullává válik.