Co je harmonický pohyb?

Harmonický pohyb je koncept oscilačního nebo opakujícího se systému, jako je kyvadlo, jaro nebo oběžná dráha planety kolem slunce.Systémy, které jsou v harmonickém pohybu, šetří energii a hybnost, pokud vnitřní energie zůstává stejná.Ve skutečném systému, tj. Neideální, dochází ke ztrátě energie v důsledku tření i v nekonečných množstvích kvůli kolizi s molekulami.Pro systém musí existovat dvě hlavní vlastnosti, aby zažil oscilační pohyb: elasticita a setrvačnost;Vzhledem k prvnímu zákonu Newtons mají všechny objekty setrvačnost.Proto musí existovat zdroj elasticity, jako je pružina.Pohyb objektu mění rychlost v sinusoidálním vzoru.Elastická síla, která poskytuje hybnost objektu, se zvyšuje se vzdáleností od středu pohybu;Čím dál je objekt, čím více je vyvíjena elastická síla.Když objekt přijde na konec jeho pohybu, síla způsobí, že se pohybuje dozadu při zvyšování rychlosti na druhý konec oscilační cesty, kde se cyklus opakuje.Pro ilustraci konceptu se používá jednoduchý harmonický pohyb, ale nezohledňuje tření.

tluminý pohyb ve srovnání zahrnuje tření nebo jiné vnější síly, které zpomalí systém dolů a nakonec způsobí, že dosáhne rovnováhy nebo žádného pohybu.Čím více tření je v systému, tím rychleji oscilační objekt dosáhne rovnováhy.Přetvoření umožňuje pouze několik cyklů oscilace před rovnováhou;Kritické tlumení vytváří rychlý návrat do rovnováhy, jako je tlumič nárazů v autě;a poddakování způsobuje, že se oscilace v průběhu času snižuje.Viskóznější médium, jako je voda, vytváří větší tření.

Harmonický pohyb má mnoho aplikací v každodenním životě.Jakýkoli typ oscilačního systému mdash;ať už hodinky kyvadlo, pružina ze systému zavěšení automobilů nebo otočení motorů setrvačníku mdash;podléhá formě tlumené oscilace.Například poznání síly tření, která způsobuje tlumení, umožňuje výpočet hnací síly nezbytné k udržení konstantní rychlosti oscilace v harmonickém systému.Existují také hudební aplikace;Například znát délku kytarové řetězce poskytuje metodu výpočtu rychlosti oscilace, když je dána hnací síla, a proto frekvence přehrávané poznámky.