Разница между простым гармоническим движением и периодическим движением

Простое гармоническое движение против периодического движения

Периодические движения и простые гармонические движения являются двумя очень важными типами движений в изучении физики. Простое гармоническое движение является хорошей моделью для понимания сложных периодических движений. Эта статья объяснит, что такое периодическое движение и простое гармоническое движение, их применения, сходства и, наконец, их различия.

Периодическое движение

Периодическое движение может рассматриваться как любое движение, которое повторяется в фиксированный период времени. Планета, вращающаяся вокруг Солнца, является периодическим движением. Спутник, вращающийся вокруг Земли, является периодическим движением, даже если движение равновесного шара является периодическим движением. Большинство периодических движений, с которыми мы сталкиваемся, являются круговыми или полукруглыми. Периодическое движение имеет частоту. Частота означает, насколько «часто» происходит событие. Для простоты мы берем частоту как количество событий в секунду. Периодические движения могут быть как равномерными, так и неоднородными. Равномерное периодическое движение может иметь одинаковую угловую скорость. Такие функции, как амплитудная модуляция, могут иметь двойные периоды. Это периодические функции, заключенные в другие периодические функции. Инверсия частоты периодического движения дает время для периода. Простые гармонические движения и затухающие гармонические движения также являются периодическими движениями.

Простые гармонические колебания

Простое гармоническое движение определяется как движение, принимающее форму a = - (ω²) x, где «a» - ускорение, а «x» - смещение от точки равновесия. Член ω является константой. Простое гармоническое движение требует восстанавливающей силы. Восстанавливающая сила может быть пружиной, гравитационной силой, магнитной силой или электрической силой. Простое гармоническое колебание не будет излучать никакой энергии. Общая механическая энергия системы сохраняется. Если сохранение не применяется, система будет гармонической системой с затуханием. Есть много важных применений простых гармонических колебаний. Маятниковые часы - одна из лучших доступных простых 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 будет ослаблено и остановится. Реальная ситуация - это всегда затухающие колебания. Система пружинных масс также является хорошим примером для простого гармонического колебания. В этом сценарии сила, создаваемая упругостью пружины, действует как восстанавливающая сила. Простое гармоническое движение также можно принять за 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 становится равной нулю..