Svyravimas ir paprastas harmoninis judesys
Svyravimai ir paprastas harmoninis judesys yra du periodiniai judesiai, aptarti fizikoje. Svyravimų 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 virpesius ir paprastus harmoninius judesius, virpesių ir paprasto harmoninio judesio apibrėžimus, jų taikymą, keletą paprastų harmoninių judesių ir svyravimų pavyzdžių, jų panašumus ir galiausiai skirtumą tarp virpesių ir paprastų harmonikų judesio.
Svyravimas
Svyravimai yra periodinio judesio rūšis. Svyravimas paprastai apibrėžiamas kaip pasikartojantis laiko pokytis. Svyravimas gali įvykti per vidurinį pusiausvyros tašką arba tarp dviejų būsenų. Švytuoklė yra geras virpesių judėjimo pavyzdys. Svyravimai dažniausiai yra sinusoidiniai. Kintama srovė taip pat yra geras virpesių pavyzdys. Paprastoje švytuoklėje bobas svyruoja per vidurinį pusiausvyros tašką. Kintamojoje srovėje elektronai svyruoja uždaros grandinės viduje per pusiausvyros tašką. Yra trys svyravimų tipai. Pirmasis tipas yra nenuslopinti svyravimai, kuriuose vidinė svyravimo energija išlieka pastovi. Antrasis svyravimų tipas yra slopinti svyravimai. Slopinamų svyravimų metu vidinė svyravimo energija laikui bėgant mažėja. Trečias tipas yra priverstiniai svyravimai. Esant priverstiniams svyravimams, švytuoklei jėga veikia periodiškai svyruojant.
Paprastas harmoninis judesys
Paprastas harmoninis judesys apibrėžiamas kaip judėjimas, kurio forma yra = - (ω 2) x kur „a“yra pagreitis, o „x“- poslinkis iš pusiausvyros taško. Terminas ω yra konstanta. Paprastam harmoniniam judesiui reikia atstatančios jėgos. Atkurianti jėga gali būti spyruoklė, gravitacijos jėga, magnetinė jėga arba elektrinė jėga. Paprastas harmoninis svyravimas neišskirs jokios energijos. Išsaugoma bendra sistemos mechaninė energija. Jei išsaugojimas netaikomas, sistema bus slopinama harmoninė sistema. Yra daug svarbių paprastų harmoninių virpesių taikymų. Švytuoklinis laikrodis yra viena iš geriausių paprastų harmonikų sistemų. Galima parodyti, kad svyravimo periodas nepriklauso nuo švytuoklės masės. Jei išoriniai veiksniai, tokie kaip oro pasipriešinimas, veikia judesį, jis galiausiai slopins ir sustos. Reali gyvenimo situacija visada yra slopinamas svyravimas. Puiki spyruoklinė masės sistema taip pat yra paprasto harmoninio virpesio pavyzdys. Spyruoklės elastingumo sukurta jėga šiame scenarijuje veikia kaip atstatanti jėga. Paprastą harmoninį judesį taip pat galima laikyti sukamojo judesio projekcija su pastoviu kampiniu greičiu. Pusiausvyros taške sistemos kinetinė energija tampa didžiausia, o posūkio metu potenciali energija tampa maksimalia, o kinetinė energija tampa lygi nuliui.o posūkio taške potenciali energija tampa didžiausia, o kinetinė energija tampa lygi nuliui.o posūkio taške potenciali energija tampa didžiausia, o kinetinė energija tampa lygi nuliui.
Kuo skiriasi paprastas harmoninis judesys ir svyravimas?
• Paprastas harmoninis judesys yra ypatingas svyravimų atvejis.
• Paprastas harmoninis judesys galimas tik teoriškai, tačiau svyravimai galimi bet kurioje situacijoje.
• Bendra paprasto harmoninio judesio energija yra pastovi, o visa svyravimo energija apskritai neturi būti pastovi.
