Wat is een harmonische beweging?

Harmonische beweging is het concept van een oscillerende of herhalende systeem zoals een slinger, een veer of de baan van een planeet rond de zon.Systemen die in harmonische beweging zijn, besparen energie en momentum zolang de interne energie hetzelfde blijft.In een daadwerkelijk systeem, d.w.z. niet-ideaal, treedt energieverlies op als gevolg van wrijving, zelfs in oneindige hoeveelheden vanwege botsing met moleculen.Er moeten twee hoofdkwaliteiten bestaan om een systeem te ervaren om oscillerende beweging te ervaren: elasticiteit en traagheid;Vanwege de eerste wet van Newton hebben alle objecten traagheid.Daarom moet er een elasticiteitsbron bestaan, zoals een veer.

Een eenvoudig harmonisch systeem omvat een of meer oscillerende objecten die zijn bevestigd aan een veer of andere elastische bron, zoals een gewicht dat aan een veer is bevestigd.De beweging van het object verandert snelheid in een sinusvormig patroon.De elastische kracht die het objectmomentum levert, neemt toe met de afstand van het bewegingscentrum;Hoe verder het object weg is, hoe meer elastische kracht wordt uitgeoefend.Wanneer het object aan het einde van zijn beweging komt, zorgt de kracht ervoor dat het achteruit gaat bij toenemende snelheid naar het andere uiteinde van het oscillerende pad waar de cyclus herhaalt.Eenvoudige harmonische beweging wordt gebruikt om het concept te illustreren, maar houdt geen rekening met wrijving.

getempte beweging, in vergelijking, omvat wrijving of andere externe krachten die het systeem zullen vertragen en uiteindelijk ervoor zorgen dat het evenwicht of geen beweging bereikt.Hoe meer wrijving er in een systeem is, hoe sneller een oscillerend object een evenwicht zal bereiken.Overdamping maakt slechts enkele cycli van oscillatie mogelijk vóór evenwicht;Kritische demping creëert een snelle terugkeer naar evenwicht, zoals een schokdemper in een auto;en onderdamping zorgt ervoor dat de oscillatie na verloop van tijd afneemt.Een meer viskeus medium zoals water creëert meer wrijving.

Harmonische beweging heeft veel toepassingen in het dagelijkse leven.Elk type oscillerend systeem mdash;Of het nu gaat om een klok, een veer van een autoverhangsysteem of het draaien van een motoren vliegwiel mdash;ondergaat een vorm van gedempte oscillatie.Als je bijvoorbeeld de wrijvingskracht die demping veroorzaakt, worden berekend van de drijvende kracht die nodig is om een constante oscillatiegraad in een harmonisch systeem te handhaven bijvoorbeeld, kan worden berekend.Er zijn ook muzikale toepassingen;Het kennen van de lengte van een gitaarreeks biedt bijvoorbeeld een methode voor het berekenen van de oscillatiesnelheid wanneer een drijvende kracht wordt gegeven, en daarom wordt de frequentie van de noot gespeeld.