Forskellen mellem simpel harmonisk bevægelse og periodisk bevægelse

Simpel harmonisk bevægelse vs periodisk bevægelse

Periodiske bevægelser og enkle harmoniske bevægelser er to meget vigtige typer bevægelser i studiet af fysik. En simpel harmonisk bevægelse er en god model til at forstå de komplekse periodiske bevægelser. Denne artikel forklarer, hvad periodisk bevægelse og enkel harmonisk bevægelse er, deres anvendelser, ligheder og endelig deres forskelle.

Periodisk bevægelse

En periodisk bevægelse kan betragtes som enhver bevægelse, der gentager sig i en fast tidsperiode. En planet, der kredser om solen, er en periodisk bevægelse. En satellit, der kredser rundt om jorden, er en periodisk bevægelse, selv bevægelsen af ​​et balancekuglesæt er en periodisk bevægelse. De fleste af de periodiske bevægelser, vi støder på, er cirkulære eller halvcirkulære. En periodisk bevægelse har en frekvens. Frekvensen betyder, hvor "hyppig" begivenheden finder sted. For enkelhedens skyld tager vi frekvens som forekomster pr. Sekund. Periodiske bevægelser kan enten være ensartede eller ikke-ensartede. En ensartet periodisk bevægelse kan have en ensartet vinkelhastighed. Funktioner såsom amplitude modulation kan have dobbelt perioder. Det er periodiske funktioner indkapslet i andre periodiske funktioner. Det inverse af frekvensen af ​​den periodiske bevægelse giver tiden i en periode. Enkle harmoniske bevægelser og dæmpede harmoniske bevægelser er også periodiske bevægelser.

Simpel harmonisk bevægelse

Den enkle harmoniske bevægelse defineres som en bevægelse, der har formen a = - (ω²) x, hvor "a" er accelerationen, og "x" er forskydningen fra ligevægtspunktet. Udtrykket ω er en konstant. En simpel harmonisk bevægelse kræver en gendannende kraft. Gendannelseskraften kan være en fjeder, tyngdekraft, magnetisk kraft eller en elektrisk kraft. En simpel harmonisk svingning udsender ikke energi. Systemets samlede mekaniske energi bevares. Hvis konserveringen ikke finder anvendelse, vil systemet være et dæmpet harmonisk system. Der er mange vigtige anvendelser af enkle harmoniske svingninger. Et pendulur er et af de bedste enkle harmoniske systemer, der findes. Det kan vises, at svingningsperioden ikke afhænger af pendulens masse. Hvis eksterne faktorer, såsom luftmodstand, påvirker bevægelsen, dæmpes den til sidst og stopper. En virkelighedssituation er altid en dæmpet svingning. Fjedermassesystemet er også et godt eksempel på den enkle harmoniske svingning. Kraften skabt af fjederens elasticitet fungerer som den gendannende kraft i dette scenarie. Den enkle harmoniske bevægelse kan også tages som projicering af en cirkulær bevægelse med en konstant vinkelhastighed. Ved ligevægtspunktet bliver systemets kinetiske energi et maksimum, og ved vendepunktet bliver den potentielle energi maksimal, og den kinetiske energi bliver nul.