Дефиниција и карактеристике једноставног хармонског кретања

Да ли сте икада видели кретање на клатну или опрузи? Два покрета која посматрате класификована су као једноставна хармонијска кретања. То је кретање напред и назад око тачке равнотеже. Ако обратите пажњу, клатно има тачку равнотеже у средини, јер иако се брзина смањује, клатно ће се и даље кретати око тачке равнотеже.

Једноставно хармонијско кретање има фиксну амплитуду (максимално одступање) и фреквенцију. Овај покрет је периодичан. Сваки покрет ће се понављати и редовно у истом временском интервалу.

У једноставном хармоничном кретању, резултујућа сила има исти правац, наиме према тачки равнотеже. Ова сила се назива сила обнављања. Количина обнављајуће силе је директно пропорционална положају предмета према тачки равнотеже.

Неке од карактеристика овог кретања укључују графички положај честица у функцији времена у облику синуса или косинуса. Ово кретање се такође може видети из једначине одступања, једначине брзине, једначине брзине и енергетске једначине кретања о којој је реч.

(Такође прочитајте: Количине у концепту правог кретања)

На основу ових карактеристика, једноставно хармонијско кретање има одступање, брзину, убрзање и енергију.

Одступање

Једноставно хармонијско одступање може се сматрати пројекцијом честица које се крећу у правилним круговима на пречник круга. Генерално, једначина одступања у овом кретању је следећа.

једноставно хармонијско кретање 1

и = одступање вибрација (м)

ω = угаона брзина (рад / с)

Т = период (и)

ф = фреквенција (Хз)

т = време путовања

А = максимална амплитуда / одступање (м)

Брзина

Брзина је први извод положаја. У једноставном хармонијском кретању, брзина се добија из првог извода једначине одступања. Једначина брзине може се описати на следећи начин.

једноставно хармонијско кретање 2

Убрзање

Убрзање једноставног хармоничног покретног објекта може се добити из првог извода једначине брзине или другог извода једначине одступања. Једначина убрзања може се добити на следећи начин.

једноставно хармонијско кретање 3

Максимално одступање има вредност једнаку амплитуди (и = А), па је максимално убрзање ам = - Ав

Енергија

Једначина енергије у једноставном хармонијском кретању укључује кинетичку енергију, потенцијалну енергију и механичку енергију. Кинетичка енергија предмета може се формулисати на следећи начин.

једноставно хармонијско кретање4

Потенцијална енергија предмета може се формулисати на следећи начин.

једноставно хармонијско кретање 5

У међувремену, механичка енергија је збир кинетичке енергије и потенцијалне енергије.

једноставно хармонијско кретање 6

к = фиксна вредност (Н / м)

ω = угаона брзина (рад / с)

А = амплитуда (м)

т = време путовања

Количина потенцијалне енергије и кинетичке енергије објеката који се крећу једноставним хармоникама увек је фиксна.