Chuyển động hài hòa là gì?

Chuyển động hài hòa là khái niệm về một hệ thống dao động, hoặc lặp lại như một con lắc, lò xo hoặc quỹ đạo của một hành tinh xung quanh mặt trời.Các hệ thống trong chuyển động hài hòa bảo tồn năng lượng và động lượng miễn là năng lượng bên trong vẫn giữ nguyên.Trong một hệ thống thực tế, tức là, mất năng lượng, mất năng lượng xảy ra do ma sát ngay cả với số lượng vô hạn do va chạm với các phân tử.Hai phẩm chất chính phải tồn tại cho một hệ thống để trải nghiệm chuyển động dao động: độ đàn hồi và quán tính;Vì luật đầu tiên của Newton, tất cả các đối tượng đều có quán tính.Do đó, một nguồn đàn hồi phải tồn tại, chẳng hạn như lò xo. Một hệ thống điều hòa đơn giản bao gồm một hoặc nhiều đối tượng dao động được cố định vào lò xo hoặc nguồn đàn hồi khác, chẳng hạn như trọng lượng gắn vào lò xo.Chuyển động của đối tượng thay đổi tốc độ theo mô hình hình sin.Lực đàn hồi cung cấp động lượng đối tượng tăng theo khoảng cách từ tâm chuyển động;Đối tượng càng xa, lực đàn hồi càng được tác dụng.Khi đối tượng đi đến cuối chuyển động của nó, lực khiến nó di chuyển về phía sau với tốc độ tăng lên đầu kia của đường dẫn dao động nơi chu kỳ lặp lại.Chuyển động điều hòa đơn giản được sử dụng để minh họa khái niệm này, nhưng không tính đến ma sát.

Chuyển động bị ẩm, bằng cách so sánh, bao gồm ma sát hoặc các lực bên ngoài khác sẽ làm chậm hệ thống và cuối cùng khiến nó đạt đến trạng thái cân bằng hoặc không chuyển động.Càng ma sát càng có trong một hệ thống, một đối tượng dao động càng nhanh sẽ đạt đến trạng thái cân bằng.Quá mức chỉ cho phép một vài chu kỳ dao động trước khi cân bằng;Giảm xóc quan trọng tạo ra sự trở lại nhanh chóng với trạng thái cân bằng, chẳng hạn như một bộ giảm xóc trong xe hơi;và quá hạn làm cho sự dao động giảm theo thời gian.Một phương tiện nhớt hơn như nước tạo ra nhiều ma sát hơn.

Chuyển động hài hòa có nhiều ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày.Bất kỳ loại hệ thống dao động mdash;cho dù là một con lắc đồng hồ, một lò xo từ hệ thống treo ô tô hoặc rẽ bánh đà mdash động cơ;trải qua một dạng dao động ẩm.Ví dụ, biết lực ma sát gây giảm giảm cho phép tính toán động lực cần thiết để duy trì tốc độ dao động không đổi trong hệ thống điều hòa.Ngoài ra còn có các ứng dụng âm nhạc;Chẳng hạn, biết độ dài của chuỗi guitar cung cấp một phương pháp tính toán tốc độ dao động khi được cung cấp động lực, và do đó tần số của ghi chú đã phát.