Rozdiel medzi osciláciou a jednoduchým harmonickým pohybom

Oscilácia vs jednoduchý harmonický pohyb

Oscilácie a jednoduchý harmonický pohyb sú dva periodické pohyby diskutované vo fyzike. Koncepty kmitania a jednoduchého harmonického pohybu sa široko používajú v oblastiach ako mechanika, dynamika, orbitálne pohyby, strojárstvo, vlny a vibrácie a rôzne ďalšie oblasti. Je nevyhnutné správne porozumieť týmto pojmom, aby v týchto oblastiach vynikali. V tomto článku budeme diskutovať o tom, aké sú kmity a jednoduché harmonické pohyby, definície kmitov a jednoduchých harmonických pohybov, ich aplikácie, niektoré príklady jednoduchých harmonických pohybov a kmitov, ich podobnosti a nakoniec rozdiel medzi osciláciami a jednoduchými harmonickými. pohyb.

kmitanie

Oscilácie sú typom periodického pohybu. Oscilácia je obvykle definovaná ako opakovaná variácia v priebehu času. K oscilácii môže dôjsť v strednom rovnovážnom bode alebo medzi dvoma stavmi. Kyvadlo je dobrým príkladom oscilačného pohybu. Oscilácie sú väčšinou sínusové. Striedavý prúd je tiež dobrým príkladom oscilácie. V jednoduchom kyvadle bob kmitá nad stredným rovnovážnym bodom. Pri striedavom prúde elektróny oscilujú vo vnútri uzavretého obvodu cez rovnovážny bod. Existujú tri typy kmitov. Prvým typom sú netlmené kmity, v ktorých vnútorná energia kmitania zostáva konštantná. Druhým typom kmitov sú tlmené kmity. V prípade tlmených kmitov vnútorná energia kmitania v priebehu času klesá. Tretím typom sú nútené kmity. Pri nútených osciláciách sa sila pôsobí na kyvadlo v periodickej variácii na kyvadlo.

Jednoduchý harmonický pohyb

Jednoduchý harmonický pohyb je definovaný ako pohyb vo forme a = - (ω²) x kde „a“ je zrýchlenie a „x“ je posun od rovnovážneho bodu. Pojem ω je konštanta. Jednoduchý harmonický pohyb vyžaduje obnovovaciu silu. Obnovovacia sila môže byť pružina, gravitačná sila, magnetická sila alebo elektrická sila. Jednoduchá harmonická oscilácia nebude vyžarovať žiadnu energiu. Celková mechanická energia systému je zachovaná. Ak sa ochrana neuplatňuje, bude to systém tlmený harmonický. Existuje mnoho dôležitých aplikácií jednoduchých harmonických kmitov. Kyvadlové hodiny sú jedným z najlepších dostupných harmonických systémov. Je možné preukázať, že perióda kmitania nezávisí od hmotnosti kyvadla. Ak pohyb ovplyvňujú vonkajšie faktory, ako napríklad odpor vzduchu, nakoniec sa tlmí a zastaví. Reálna životná situácia je vždy tlmená oscilácia. Dokonalý systém pružinovej hmoty je tiež dobrým príkladom jednoduchého harmonického kmitania. Sila vytvorená pružnosťou pružiny pôsobí v tomto scenári ako obnovovacia sila. Jednoduchý harmonický pohyb možno tiež považovať za priemet kruhového pohybu s konštantnou uhlovou rýchlosťou. V rovnovážnom bode sa kinetická energia systému stáva maximálnou a v bode obratu sa potenciálna energia stáva maximálnou a kinetická energia sa stáva nulovou.