Simple Harmonic Motion vs Periodic Motion
Periodiske bevegelser og enkle harmoniske bevegelser er to svært viktige typer bevegelser i studiet av fysikk. En enkel harmonisk bevegelse er en god modell for å forstå de komplekse periodiske bevegelsene. Denne artikkelen vil forklare hva periodisk bevegelse og enkel harmonisk bevegelse er, deres anvendelser, likheter og til slutt deres forskjeller.
Periodic Motion
En periodisk bevegelse kan betraktes som enhver bevegelse som gjentar seg i en fast tidsperiode. En planet som roterer rundt solen er en periodisk bevegelse. En satellitt som går i bane rundt jorden er en periodisk bevegelse selv bevegelsen til et balanseballsett er en periodisk bevegelse. De fleste av de periodiske bevegelsene vi møter er sirkulære eller halvsirkulære. En periodisk bevegelse har en frekvens. Frekvensen betyr hvor "hyppig" hendelsen inntreffer. For enkelhets skyld tar vi frekvens som forekomstene per sekund. Periodiske bevegelser kan enten være ensartede eller uensartede. En jevn periodisk bevegelse kan ha en jevn vinkelhastighet. Funksjoner som amplitudemodulasjon kan ha doble perioder. De er periodiske funksjoner innkapslet i andre periodiske funksjoner. Den inverse av frekvensen til den periodiske bevegelsen gir tiden for en periode. Enkle harmoniske bevegelser og dempet harmoniske bevegelser er også periodiske bevegelser.
Simple Harmonic Motion
Den enkle harmoniske bevegelsen er definert som en bevegelse i form av a=– (ω2) x, der "a" er akselerasjonen og "x" er forskyvning fra likevektspunktet. Begrepet ω er en konstant. En enkel harmonisk bevegelse krever en gjenopprettingskraft. Gjenopprettingskraften kan være en fjær, gravitasjonskraft, magnetisk kraft eller en elektrisk kraft. En enkel harmonisk oscillasjon vil ikke avgi energi. Den totale mekaniske energien til systemet er bevart. Dersom bevaringen ikke gjelder, vil systemet være et dempet harmonisk system. Det er mange viktige anvendelser av enkle harmoniske oscillasjoner. En pendelklokke er et av de beste enkle harmoniske systemene som finnes. Det kan vises at svingningsperioden ikke er avhengig av pendelens masse. Hvis ytre faktorer som luftmotstand påvirker bevegelsen, vil den til slutt bli dempet og stoppe. En situasjon i det virkelige liv er alltid en dempet svingning. Fjærmassesystemet er også et godt eksempel på den enkle harmoniske oscillasjonen. Kraften skapt av elastisiteten til fjæren fungerer som gjenopprettingskraften i dette scenariet. Den enkle harmoniske bevegelsen kan også tas som projeksjon av en sirkulær bevegelse med konstant vinkelhastighet. Ved likevektspunktet blir den kinetiske energien til systemet et maksimum, og ved vendepunktet blir den potensielle energien maksimal og den kinetiske energien blir null.
Hva er forskjellen mellom periodisk bevegelse og enkel harmonisk bevegelse?
• Enkel harmonisk bevegelse er et spesi altilfelle av periodisk bevegelse.
• Enkel harmonisk bevegelse krever en gjenopprettingskraft, men det kan være periodiske bevegelser, uten gjenopprettingskrefter.
• En enkel harmonisk bevegelse bevarer sin totale mekaniske energi, men et periodisk system trenger ikke nødvendigvis å gjøre det.
