Svyravimas prieš paprastą harmoningą judesį
Svyravimai ir paprastas harmoninis judėjimas yra du periodiniai judesiai, aptariami fizikoje. Virpesių ir paprasto harmoninio judėjimo sąvokos plačiai naudojamos tokiose srityse kaip mechanika, dinamika, orbitiniai judesiai, mechaninė inžinerija, bangos ir vibracijos bei įvairiose kitose srityse. Labai svarbu tinkamai suprasti šias sąvokas, kad galėtume tobulėti tokiose srityse. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra virpesiai ir paprasti harmoniniai judesiai, svyravimo ir paprasto harmoninio judėjimo apibrėžimus, jų taikymą, keletą paprastų harmoninių judesių ir virpesių pavyzdžių, jų panašumus ir galiausiai skirtumą tarp virpesių ir paprastosios harmonikos. judesį.
Svyravimas
Svyravimai yra periodinio judėjimo tipas. Virpesiai paprastai apibrėžiami kaip pasikartojantis pokytis laikui bėgant. Virpesiai gali atsirasti per vidurinį pusiausvyros tašką arba tarp dviejų būsenų. Švytuoklė yra geras svyruojančio judėjimo pavyzdys. Virpesiai dažniausiai yra sinusiniai. Kintamoji srovė taip pat yra geras virpesių pavyzdys. Paprastoje švytuoklėje bobas svyruoja virš vidurinio pusiausvyros taško. Esant kintamajai srovei, elektronai svyruoja uždaros grandinės viduje virš pusiausvyros taško. Yra trys virpesių tipai. Pirmasis tipas yra neslopinami svyravimai, kuriuose vidinė virpesių energija išlieka pastovi. Antrasis svyravimų tipas yra slopinami svyravimai. Slopintų svyravimų atveju vidinė virpesių energija laikui bėgant mažėja. Trečiasis tipas yra priverstiniai svyravimai. Esant priverstiniams svyravimams, švytuoklei periodiškai keičiama jėga.
Paprastas harmoningas judesys
Paprastas harmoninis judėjimas apibrėžiamas kaip judėjimas, kurio forma yra a=– (ω2) x, kur „a“yra pagreitis, o „x“yra poslinkis nuo pusiausvyros taško. Terminas ω yra konstanta. Paprastam harmoniniam judėjimui reikia atkuriamosios jėgos. Atkuriamoji jėga gali būti spyruoklė, gravitacinė jėga, magnetinė jėga arba elektrinė jėga. Paprastas harmoninis svyravimas neišskirs jokios energijos. Išsaugoma bendra mechaninė sistemos energija. Jei išsaugojimas netaikomas, sistema bus slopinama harmoninė sistema. Yra daug svarbių paprastų harmoninių virpesių pritaikymo būdų. Švytuoklinis laikrodis yra viena geriausių paprastų harmoninių sistemų. Galima parodyti, kad svyravimo periodas nepriklauso nuo švytuoklės masės. Jei išoriniai veiksniai, tokie kaip oro pasipriešinimas, paveiks judesį, jis ilgainiui susilpnės ir sustos. Tikra gyvenimo situacija visada yra slopinamas svyravimas. Tobula spyruoklių masės sistema taip pat yra geras paprasto harmoninio virpesio pavyzdys. Jėga, kurią sukuria spyruoklės elastingumas, šiame scenarijuje veikia kaip atkuriamoji jėga. Paprastas harmoninis judėjimas taip pat gali būti laikomas apskrito judesio projekcija su pastoviu kampiniu greičiu. Pusiausvyros taške sistemos kinetinė energija tampa maksimalia, o posūkio taške potencinė energija tampa maksimalia, o kinetinė energija tampa lygi nuliui.
Kuo skiriasi paprastas harmoningas judesys ir virpesiai?
• Paprastas harmoninis judėjimas yra ypatingas svyravimų atvejis.
• Paprastas harmoninis judėjimas įmanomas tik teoriškai, tačiau svyravimai galimi bet kurioje situacijoje.
• Bendra paprasto harmoninio judėjimo energija yra pastovi, o bendra virpesių energija apskritai neturi būti pastovi.
