Cos'è il movimento armonico?

Il movimento armonico è il concetto di un sistema oscillante o ripetuto come un pendolo, una primavera o l'orbita di un pianeta intorno al sole.I sistemi che sono in movimento armonico conservano l'energia e il momento fintanto che l'energia interna rimane gli stessi.In un sistema reale, vale a dire la perdita di energia non ideale, si verifica a causa dell'attrito anche in quantità infinitesimali a causa della collisione con molecole.Devono esistere due qualità principali per un sistema per sperimentare il movimento oscillatorio: elasticità e inerzia;A causa della prima legge di Newton, tutti gli oggetti hanno inerzia.Pertanto, deve esistere una fonte di elasticità, come una molla.

Un semplice sistema armonico include uno o più oggetti oscillanti fissati a una molla o altra fonte elastica, come un peso attaccato a una molla.Il movimento dell'oggetto altera la velocità in uno schema sinusoidale.La forza elastica che fornisce lo slancio oggetto aumenta con la distanza dal centro del movimento;Più lontano l'oggetto è che più la forza elastica viene esercitata.Quando l'oggetto arriva alla fine del suo movimento, la forza gli fa spostarsi all'indietro alla velocità aumentando l'altra estremità del percorso oscillante in cui si ripete il ciclo.Il semplice movimento armonico viene utilizzato per illustrare il concetto, ma non tiene conto dell'attrito.

Il movimento smorzato, al confronto, include attrito o altre forze esterne che rallenteranno il sistema e alla fine lo farà raggiungere l'equilibrio o nessun movimento.Più attrito c'è in un sistema, più velocemente un oggetto oscillante raggiungerà l'equilibrio.Il overdamping consente solo pochi cicli di oscillazione prima dell'equilibrio;Lo smorzamento critico crea un rapido ritorno all'equilibrio, come un ammortizzatore in un'auto;e il sottofamtello fa diminuire l'oscillazione nel tempo.Un mezzo più viscoso come l'acqua crea più attrito.

Il movimento armonico ha molte applicazioni nella vita quotidiana.Qualsiasi tipo di sistema oscillante e mdash;Che si tratti di un pendolo di orologio, di una molla da un sistema di sospensione di auto o della rottura di un volano per motori e mdash;subisce una forma di oscillazione smorzata.Ad esempio, conoscere la forza dell'attrito che causa lo smorzamento consente il calcolo della forza trainante necessaria per mantenere un tasso costante di oscillazione in un sistema armonico.Ci sono anche applicazioni musicali;Conoscere la lunghezza di una corda di chitarra, ad esempio, fornisce un metodo per calcolare il tasso di oscillazione quando viene data una forza trainante, e quindi la frequenza della nota suonata.