Simple Harmonic Motion vs Periodic Motion
Periodiska rörelser och enkla harmoniska rörelser är två mycket viktiga typer av rörelser i fysikstudier. En enkel harmonisk rörelse är en bra modell för att förstå de komplexa periodiska rörelserna. Den här artikeln kommer att förklara vad periodisk rörelse och enkel harmonisk rörelse är, deras tillämpningar, likheter och slutligen deras skillnader.
Periodic Motion
En periodisk rörelse kan betraktas som vilken rörelse som helst som upprepar sig under en bestämd tidsperiod. En planet som kretsar runt solen är en periodisk rörelse. En satellit som kretsar runt jorden är en periodisk rörelse, även rörelsen hos en balansbollsuppsättning är en periodisk rörelse. De flesta av de periodiska rörelser vi möter är cirkulära eller halvcirkulära. En periodisk rörelse har en frekvens. Frekvensen betyder hur "ofta" händelsen inträffar. För enkelhetens skull tar vi frekvens som förekomster per sekund. Periodiska rörelser kan antingen vara enhetliga eller olikformiga. En enhetlig periodisk rörelse kan ha en enhetlig vinkelhastighet. Funktioner som amplitudmodulering kan ha dubbla perioder. De är periodiska funktioner inkapslade i andra periodiska funktioner. Den omvända frekvensen av den periodiska rörelsen ger tiden för en period. Enkla harmoniska rörelser och dämpade harmoniska rörelser är också periodiska rörelser.
Simple Harmonic Motion
Den enkla harmoniska rörelsen definieras som en rörelse i form av a=– (ω2) x, där "a" är accelerationen och "x" är förskjutning från jämviktspunkten. Termen ω är en konstant. En enkel harmonisk rörelse kräver en återställande kraft. Återställningskraften kan vara en fjäder, gravitationskraft, magnetisk kraft eller en elektrisk kraft. En enkel harmonisk svängning kommer inte att avge någon energi. Systemets totala mekaniska energi bevaras. Om bevarandet inte gäller kommer systemet att vara ett dämpat övertonssystem. Det finns många viktiga tillämpningar av enkla harmoniska svängningar. En pendelklocka är ett av de bästa enkla harmoniska systemen som finns. Det kan visas att svängningsperioden inte beror på pendelns massa. Om yttre faktorer som luftmotstånd påverkar rörelsen kommer den så småningom att dämpas och stannar. En verklig situation är alltid en dämpad svängning. Fjädermassasystemet är också ett bra exempel på den enkla harmoniska svängningen. Kraften som skapas av fjäderns elasticitet fungerar som återställande kraft i detta scenario. Den enkla harmoniska rörelsen kan också tas som projektionen av en cirkulär rörelse med konstant vinkelhastighet. Vid jämviktspunkten blir systemets kinetiska energi ett maximum, och vid vändpunkten blir den potentiella energin maximal och den kinetiska energin noll.
Vad är skillnaden mellan periodisk rörelse och enkel harmonisk rörelse?
• Enkel harmonisk rörelse är ett specialfall av periodisk rörelse.
• Enkel harmonisk rörelse kräver en återställande kraft, men det kan förekomma periodiska rörelser, utan återställande krafter.
• En enkel harmonisk rörelse bevarar sin totala mekaniska energi, men ett periodiskt system behöver inte nödvändigtvis göra det.
