Колебание и простое гармоническое движение
Колебания и простое гармоническое движение - два периодических движения, обсуждаемых в физике. Понятия колебаний и простого гармонического движения широко используются в таких областях, как механика, динамика, орбитальные движения, машиностроение, волны и вибрации и различных других областях. Очень важно иметь правильное понимание этих концепций, чтобы преуспеть в таких областях. В этой статье мы собираемся обсудить, что такое колебания и простые гармонические движения, определения колебаний и простых гармонических движений, их применение, некоторые примеры простых гармонических движений и колебаний, их сходство и, наконец, разницу между колебаниями и простыми гармоническими движениями. движение.
Колебание
Колебания – это тип периодического движения. Колебание обычно определяется как повторяющееся изменение во времени. Колебание может происходить над средней точкой равновесия или между двумя состояниями. Маятник является хорошим примером колебательного движения. Колебания в основном синусоидальные. Переменный ток также является хорошим примером колебаний. В простом маятнике груз колеблется над средней точкой равновесия. В переменном токе электроны колеблются внутри замкнутой цепи над точкой равновесия. Различают три типа колебаний. Первый тип - незатухающие колебания, при которых внутренняя энергия колебания остается постоянной. Второй тип колебаний – затухающие колебания. В случае затухающих колебаний внутренняя энергия колебаний со временем уменьшается. Третий тип – вынужденные колебания. При вынужденных колебаниях к маятнику прикладывается сила, которая периодически изменяется по отношению к маятнику.
Простое гармоническое движение
Простое гармоническое движение определяется как движение, имеющее форму a=– (ω2) x, где «a» - ускорение, а «x» - перемещение. от точки равновесия. Член ω является константой. Простое гармоническое движение требует восстанавливающей силы. Возвращающая сила может быть пружинной, гравитационной, магнитной или электрической. Простое гармоническое колебание не излучает никакой энергии. Полная механическая энергия системы сохраняется. Если сохранение не применяется, система будет затухающей гармонической системой. Есть много важных приложений простых гармонических колебаний. Маятниковые часы - одна из лучших простых доступных гармонических систем. Можно показать, что период колебаний не зависит от массы маятника. Если внешние факторы, такие как сопротивление воздуха, влияют на движение, оно в конечном итоге затухнет и остановится. Реальная жизненная ситуация - это всегда затухающие колебания. Идеальная система пружинных масс также является хорошим примером простых гармонических колебаний. В этом сценарии сила, создаваемая упругостью пружины, действует как восстанавливающая сила. Простое гармоническое движение также можно рассматривать как проекцию кругового движения с постоянной угловой скоростью. В точке равновесия кинетическая энергия системы становится максимальной, а в точке поворота потенциальная энергия становится максимальной, а кинетическая энергия обращается в нуль.
В чем разница между простым гармоническим движением и колебанием?
• Простое гармоническое движение является частным случаем колебаний.
• Простое гармоническое движение возможно только в теории, но колебания возможны в любой ситуации.
• Полная энергия простого гармонического движения постоянна, тогда как полная энергия колебаний, вообще говоря, не обязательно должна быть постоянной.
