Qu'est-ce que le mouvement harmonique?

Le mouvement harmonique est le concept d'un système oscillant ou répétitif tel qu'un pendule, un printemps ou l'orbite d'une planète autour du soleil.Les systèmes qui sont en mouvement harmonique conservent l'énergie et l'élan tant que l'énergie interne reste la même.Dans un système réel, c'est-à-dire non idéal, la perte d'énergie se produit en raison de la friction même en quantités infinitésimales en raison d'une collision avec des molécules.Deux qualités principales doivent exister pour qu'un système connaisse le mouvement oscillatoire: l'élasticité et l'inertie;En raison de la première loi des Newtons, tous les objets ont une inertie.Par conséquent, une source d'élasticité doit exister, comme un ressort.

Un système harmonique simple comprend un ou plusieurs objets oscillants qui sont fixés à un ressort ou à une autre source élastique, comme un poids attaché à un ressort.Le mouvement de l'objet modifie la vitesse dans un motif sinusoïdal.La force élastique qui fournit la dynamique de l'objet augmente avec la distance du centre de mouvement;Plus l'objet est éloigné, plus la force élastique est exercée.Lorsque l'objet arrive à la fin de son mouvement, la force la fait reculer à la vitesse croissante à l'autre extrémité du chemin oscillant où le cycle se répète.Un mouvement harmonique simple est utilisé pour illustrer le concept, mais ne prend pas en compte le frottement.

Le mouvement atténué, en comparaison, comprend la friction ou d'autres forces extérieures qui ralentiront le système et finiront par l'atteindre l'équilibre, ou aucun mouvement.Plus il y a de frottement dans un système, plus un objet oscillant atteindra rapidement l'équilibre.Le surampilage ne permet que quelques cycles d'oscillation avant l'équilibre;L'amortissement critique crée un retour rapide à l'équilibre, comme un amortisseur dans une voiture;et le sous-amortissement entraîne une diminution de l'oscillation avec le temps.Un milieu plus visqueux comme l'eau crée plus de friction.

Le mouvement harmonique a de nombreuses applications dans la vie quotidienne.Tout type de système oscillant mdash;que ce soit un pendule d'horloges, un ressort d'un système de suspension de voitures ou le tournage d'un volant de moteurs et mdash;subit une forme d'oscillation atténuée.Par exemple, la connaissance de la force de frottement qui provoque l'amortissement permet le calcul de la force motrice nécessaire pour maintenir un taux d'oscillation constant dans un système harmonique.Il existe également des applications musicales;Connaître la longueur d'une chaîne de guitare, par exemple, fournit une méthode de calcul du taux d'oscillation lorsqu'il est donné une force motrice, et donc la fréquence de la note jouée.