Erinevus lihtsa harmoonilise liikumise ja perioodilise liikumise vahel

Lihtne harmooniline liikumine vs perioodiline liikumine

Perioodilised liikumised ja lihtsad harmoonilised liikumised on füüsika uurimisel kaks väga olulist liikumistüüpi. Lihtne harmooniline liikumine on hea mudel keerukate perioodiliste liikumiste mõistmiseks. See artikkel selgitab, mis on perioodiline liikumine ja lihtne harmooniline liikumine, nende rakendused, sarnasused ja lõpuks erinevused.

Perioodiline liikumine

Perioodiliseks liigutuseks võib pidada iga liikumist, mis kordub kindla aja jooksul. Päikese ümber tiirlev planeet on perioodiline liikumine. Maa ümber tiirlev satelliit on perioodiline liikumine, isegi tasakaalupalli komplekti liikumine on perioodiline liikumine. Enamik perioodilisi liikumisi, mida kohtame, on ümmargused või poolringid. Perioodilisel liikumisel on sagedus. Sagedus tähendab, kui sageli toimub sündmus. Lihtsuse huvides võtame esinemissageduse sekundis. Perioodilised liikumised võivad olla kas ühetaolised või ebaühtlased. Ühtsel perioodilisel liikumisel võib olla ühtlane nurkkiirus. Sellistel funktsioonidel nagu amplituudmodulatsioon võib olla kahekordne periood. Need on perioodilised funktsioonid, mis on kapseldatud teistesse perioodilistesse funktsioonidesse. Perioodilise liikumise sageduse pöördväärtus annab perioodi jaoks aja. Perioodilised liikumised on ka lihtsad harmoonilised liikumised ja summutatud harmoonilised liikumised.

Lihtne harmooniline liikumine

Lihtsat harmoonilist liikumist määratletakse liikumisena, mis on a = - (ω)²) x, kus “a” on kiirendus ja “x” on nihkumine tasakaalupunktist. Termin ω on konstant. Lihtne harmooniline liikumine nõuab taastavat jõudu. Taastav jõud võib olla vedru, gravitatsioonijõud, magnetiline jõud või elektrijõud. Lihtne harmooniline võnkumine ei eralda energiat. Süsteemi kogu mehaaniline energia on säästlik. Kui säilitamine ei kehti, on süsteem summutatud harmooniline süsteem. Lihtsate harmooniliste võnkumiste jaoks on palju olulisi rakendusi. Pendelkell on üks parimaid saadaolevaid lihtsaid harmoonilisi süsteeme. Võib näidata, et võnkeperiood ei sõltu pendli massist. Kui liikumist mõjutavad sellised välised tegurid nagu õhutakistus, summutatakse see lõpuks ja see peatub. Tegelik olukord on alati summutatud võnkumine. Vedrumassisüsteem on hea näide ka lihtsast harmoonilisest võnkumisest. Selle stsenaariumi korral taastava jõuna toimib vedru elastsusest tulenev jõud. Lihtsat harmoonilist liikumist võib pidada ka konstantse nurkkiirusega ringikujulise liikumise projektsiooniks. Tasakaalupunktis muutub süsteemi kineetiline energia maksimumiks ja pöördepunktis muutub potentsiaalne energia maksimumiks ja kineetiline energia nulliks.