Просто хармонично движение срещу периодично движение
Периодичните движения и простите хармонични движения са два много важни вида движения в изучаването на физиката. Простото хармонично движение е добър модел за разбиране на сложните периодични движения. Тази статия ще обясни какво представляват периодичното движение и простото хармонично движение, техните приложения, прилики и накрая техните разлики.
Периодично движение
Периодично движение може да се разглежда като всяко движение, което се повтаря за определен период от време. Планета, която се върти около слънцето, е периодично движение. Сателит, обикалящ около Земята, е периодично движение, дори движението на комплект топка за баланс е периодично движение. Повечето от периодичните движения, които срещаме, са кръгови или полукръгови. Периодичното движение има честота. Честотата означава колко „често“се случва събитието. За простота, ние приемаме честотата като срещания в секунда. Периодичните движения могат да бъдат равномерни или неравномерни. Равномерното периодично движение може да има еднаква ъглова скорост. Функции като амплитудна модулация могат да имат двойни периоди. Те са периодични функции, капсулирани в други периодични функции. Обратната на честотата на периодичното движение дава времето за период. Простите хармонични движения и затихналите хармонични движения също са периодични движения.
Просто хармонично движение
Простото хармонично движение се определя като движение, приемащо формата на a=– (ω2) x, където „a“е ускорението, а „x“е изместване 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 съпротивление на въздуха, повлияят на движението, то в крайна сметка ще бъде навлажнено и ще спре. Ситуацията в реалния живот винаги е затихнало колебание. Пружинната маса също е добър пример за простото хармонично трептене. 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 максимална, а в точката на обръщане потенциалната енергия става максимална и кинетичната енергия става нула.
Каква е разликата между периодичното движение и простото хармонично движение?
• Простото хармонично движение е специален случай на периодично движение.
• Простото хармонично движение изисква възстановяваща сила, но може да има периодични движения без възстановяващи сили.
• Простото хармонично движение запазва общата си механична енергия, но периодичната система не е задължително да го прави.
