მარტივი ჰარმონიული მოძრაობა პერიოდული მოძრაობის წინააღმდეგ
პერიოდული მოძრაობები და მარტივი ჰარმონიული მოძრაობები მოძრაობის ორი ძალიან მნიშვნელოვანი ტიპია ფიზიკის შესწავლაში. მარტივი ჰარმონიული მოძრაობა კარგი მოდელია რთული პერიოდული მოძრაობების გასაგებად. ეს სტატია აგიხსნით რა არის პერიოდული მოძრაობა და მარტივი ჰარმონიული მოძრაობა, მათი გამოყენება, მსგავსება და ბოლოს მათი განსხვავებები.
პერიოდული მოძრაობა
პერიოდული მოძრაობა შეიძლება ჩაითვალოს, როგორც ნებისმიერი მოძრაობა, რომელიც მეორდება გარკვეული დროის განმავლობაში. პლანეტა, რომელიც მზის გარშემო ბრუნავს, პერიოდული მოძრაობაა. დედამიწის გარშემო მოძრავი თანამგზავრი პერიოდული მოძრაობაა, წონასწორობის ბურთის მოძრაობაც კი პერიოდული მოძრაობაა.პერიოდული მოძრაობების უმეტესობა, რომელსაც ჩვენ ვხვდებით, არის წრიული ან ნახევრად წრიული. პერიოდულ მოძრაობას აქვს სიხშირე. სიხშირე ნიშნავს რამდენად „ხშირად“ხდება მოვლენა. სიმარტივისთვის, ჩვენ ვიღებთ სიხშირეს, როგორც მოვლენებს წამში. პერიოდული მოძრაობები შეიძლება იყოს ერთგვაროვანი ან არაერთგვაროვანი. ერთგვაროვან პერიოდულ მოძრაობას შეიძლება ჰქონდეს ერთიანი კუთხური სიჩქარე. ფუნქციებს, როგორიცაა ამპლიტუდის მოდულაცია, შეიძლება ჰქონდეს ორმაგი პერიოდები. ეს არის პერიოდული ფუნქციები, რომლებიც ჩართულია სხვა პერიოდულ ფუნქციებში. პერიოდული მოძრაობის სიხშირის ინვერსია იძლევა პერიოდის დროს. მარტივი ჰარმონიული მოძრაობები და დარბილებული ჰარმონიული მოძრაობები ასევე პერიოდული მოძრაობებია.
მარტივი ჰარმონიული მოძრაობა
მარტივი ჰარმონიული მოძრაობა განისაზღვრება, როგორც მოძრაობა a=– (ω2) x, სადაც "a" არის აჩქარება და "x" არის გადაადგილება წონასწორობის წერტილიდან. ტერმინი ω არის მუდმივი. მარტივი ჰარმონიული მოძრაობა მოითხოვს აღდგენის ძალას. აღდგენის ძალა შეიძლება იყოს ზამბარა, გრავიტაციული ძალა, მაგნიტური ძალა ან ელექტრული ძალა.მარტივი ჰარმონიული რხევა არ გამოყოფს ენერგიას. სისტემის მთლიანი მექანიკური ენერგია შენარჩუნებულია. თუ კონსერვაცია არ გამოიყენება, სისტემა იქნება დემრირებული ჰარმონიული სისტემა. მარტივი ჰარმონიული რხევების მრავალი მნიშვნელოვანი გამოყენება არსებობს. ქანქარიანი საათი არის ერთ-ერთი საუკეთესო მარტივი ჰარმონიული სისტემა. შეიძლება აჩვენოს, რომ რხევის პერიოდი არ არის დამოკიდებული ქანქარის მასაზე. თუ გარე ფაქტორები, როგორიცაა ჰაერის წინააღმდეგობა გავლენას მოახდენს მოძრაობაზე, ის საბოლოოდ დატენიანდება და შეჩერდება. რეალურ ცხოვრებაში ვითარება ყოველთვის შემცირებული რხევაა. ზამბარის მასის სისტემა ასევე კარგი მაგალითია მარტივი ჰარმონიული რხევისთვის. ზამბარის ელასტიურობით შექმნილი ძალა მოქმედებს როგორც აღმდგენი ძალა ამ სცენარში. მარტივი ჰარმონიული მოძრაობა ასევე შეიძლება მივიღოთ, როგორც მუდმივი კუთხური სიჩქარით წრიული მოძრაობის პროექცია. წონასწორობის წერტილში სისტემის კინეტიკური ენერგია ხდება მაქსიმუმი, ხოლო შემობრუნების მომენტში პოტენციური ენერგია ხდება მაქსიმალური და კინეტიკური ენერგია ნულდება.
რა განსხვავებაა პერიოდულ მოძრაობასა და მარტივ ჰარმონიულ მოძრაობას შორის?
• მარტივი ჰარმონიული მოძრაობა პერიოდული მოძრაობის განსაკუთრებული შემთხვევაა.
• მარტივი ჰარმონიული მოძრაობა მოითხოვს აღდგენის ძალას, მაგრამ შეიძლება იყოს პერიოდული მოძრაობები ძალების აღდგენის გარეშე.
• მარტივი ჰარმონიული მოძრაობა ინარჩუნებს მის მთლიან მექანიკურ ენერგიას, მაგრამ პერიოდულ სისტემას ეს სულაც არ სჭირდება.
