Трептене срещу просто хармонично движение
Трептения и просто хармонично движение са две периодични движения, обсъждани във физиката. Концепциите за трептения и просто хармонично движение се използват широко в области като механика, динамика, орбитални движения, машиностроене, вълни и вибрации и различни други области. Жизненоважно е да имате правилно разбиране в тези концепции, за да превъзхождате в такива области. В тази статия ще обсъдим какво представляват трептенията и простите хармонични движения, дефинициите за трептене и просто хармонично движение, техните приложения, някои примери за прости хармонични движения и трептения, техните прилики и накрая разликата между трептене и просто хармонично движение.
Трептене
Трептенията са вид периодично движение. Едно колебание обикновено се определя като повтаряща се промяна във времето. Колебанието може да възникне над средна равновесна точка или между две състояния. Махалото е добър пример за колебателно движение. Трептенията са предимно синусоидални. Променливият ток също е добър пример за трептене. При простото махало въртележката осцилира над средната равновесна точка. При променлив ток електроните осцилират в затворената верига над точка на равновесие. Има три вида трептения. Първият тип са незатихващите трептения, при които вътрешната енергия на трептенията остава постоянна. Вторият вид трептения са затихващите трептения. В случай на затихнали трептения, вътрешната енергия на трептенията намалява с времето. Третият тип са принудените трептения. При принудителни трептения върху махалото се прилага сила в периодична промяна на махалото.
Просто хармонично движение
Простото хармонично движение се определя като движение, приемащо формата на a=– (ω2) x, където „a“е ускорението, а „x“е изместването от точката на равновесие. Членът ω е константа. Простото хармонично движение изисква възстановяваща сила. Възстановяващата сила може да бъде пружина, гравитационна сила, магнитна сила или електрическа сила. Едно просто хармонично трептене няма да излъчва никаква енергия. Общата механична енергия на системата се запазва. Ако запазването не се прилага, системата ще бъде затихнала хармонична система. Има много важни приложения на простите хармонични трептения. Часовникът с махало е една от най-добрите налични прости хармонични системи. Може да се покаже, че периодът на трептене не зависи от масата на махалото. Ако външни фактори като въздушно съпротивление повлияят на движението, то в крайна сметка ще се навлажни и ще спре. Реалната житейска ситуация винаги е затихнало колебание. Перфектната пружинна система също е добър пример за простото хармонично колебание. Силата, създадена от еластичността на пружината, действа като възстановяваща сила в този сценарий. Простото хармонично движение може да се приеме и като проекция на кръгово движение с постоянна ъглова скорост. В точката на равновесие кинетичната енергия на системата става максимум, а в точката на обръщане потенциалната енергия става максимум и кинетичната енергия става нула.
Каква е разликата между просто хармонично движение и трептене?
• Простото хармонично движение е частен случай на трептенията.
• Просто хармонично движение е възможно само на теория, но трептенията са възможни във всяка ситуация.
• Общата енергия на простото хармонично движение е постоянна, докато общата енергия на едно трептене по принцип не е необходимо да бъде постоянна.
