Jednostavno harmonijsko kretanje vs periodično kretanje
Periodična kretanja i jednostavna harmonijska kretanja su dvije vrlo važne vrste kretanja u proučavanju fizike. Jednostavno harmonijsko kretanje je dobar model za razumijevanje složenih periodičnih kretanja. Ovaj članak će objasniti šta su periodično kretanje i jednostavno harmonijsko kretanje, njihove primjene, sličnosti i konačno njihove razlike.
Periodično kretanje
Periodično kretanje se može smatrati bilo kojim kretanjem koje se ponavlja u određenom vremenskom periodu. Planeta koja se okreće oko Sunca je periodično kretanje. Satelit koji kruži oko Zemlje je periodično kretanje, čak je i kretanje balansne lopte periodično kretanje. Većina periodičnih kretanja s kojima se susrećemo su kružna ili polukružna. Periodično kretanje ima frekvenciju. Učestalost znači koliko se "često" događaj događa. Radi jednostavnosti, uzimamo frekvenciju kao pojavljivanja u sekundi. Periodična kretanja mogu biti ujednačena ili neujednačena. Ujednačeno periodično kretanje može imati ujednačenu ugaonu brzinu. Funkcije kao što je amplitudna modulacija mogu imati dvostruke periode. To su periodične funkcije sadržane u drugim periodičnim funkcijama. Inverzna frekvencija periodičnog kretanja daje vrijeme za period. Jednostavna harmonijska kretanja i prigušena harmonijska kretanja su također periodična kretanja.
Simple Harmonic Motion
Jednostavno harmonijsko kretanje je definirano kao kretanje u obliku a=– (ω2) x, gdje je “a” ubrzanje, a “x” pomak od ravnotežne tačke. Pojam ω je konstanta. Jednostavno harmonijsko kretanje zahtijeva obnavljajuću silu. Obnavljajuća sila može biti opruga, gravitaciona sila, magnetna sila ili električna sila. Jednostavna harmonijska oscilacija neće emitovati nikakvu energiju. Ukupna mehanička energija sistema je očuvana. Ako se očuvanje ne primjenjuje, sistem će biti prigušeni harmonički sistem. Postoje mnoge važne primjene jednostavnih harmonijskih oscilacija. Sat sa klatnom je jedan od najboljih dostupnih jednostavnih harmonijskih sistema. Može se pokazati da period oscilovanja ne zavisi od mase klatna. Ako vanjski faktori kao što je otpor zraka utječu na kretanje, ono će na kraju biti prigušeno i prestat će. Situacija iz stvarnog života je uvijek prigušena oscilacija. Sistem opružnih masa je također dobar primjer za jednostavnu harmonijsku oscilaciju. Sila stvorena elastičnošću opruge djeluje kao sila vraćanja u ovom scenariju. Jednostavno harmonijsko kretanje može se uzeti i kao projekcija kružnog kretanja sa konstantnom ugaonom brzinom. U tački ravnoteže, kinetička energija sistema postaje maksimum, a u tački preokreta potencijalna energija postaje maksimalna, a kinetička energija postaje nula.
Koja je razlika između periodičnog kretanja i jednostavnog harmonijskog kretanja?
• Jednostavno harmonijsko kretanje je poseban slučaj periodičnog kretanja.
• Jednostavno harmonijsko kretanje zahtijeva obnavljajuću silu, ali može postojati periodična kretanja, bez vraćanja sila.
• Jednostavno harmonijsko kretanje čuva svoju ukupnu mehaničku energiju, ali periodični sistem to ne mora nužno činiti.
