Razlika med nihanjem in preprostim harmoničnim gibanjem

Nihanje proti preprostemu harmonskemu gibanju

Nihanja in preprosto harmonično gibanje sta dva periodična gibanja, ki ju obravnava fizika. Koncepti nihanj in preprosto harmonično gibanje se pogosto uporabljajo na področjih, kot so mehanika, dinamika, orbitalni gibi, strojništvo, valovanje in vibracije ter različna druga polja. Ključnega pomena je pravilno razumevanje teh konceptov, da bi se na teh področjih znašli boljše. V tem članku bomo razpravljali, kaj so nihanja in enostavni harmonični gibi, definicije nihanja in enostavnega harmoničnega gibanja, njihove uporabe, nekaj primerov za preproste harmonske gibe in nihanja, njihove podobnosti in na koncu razliko med nihanjem in enostavnimi harmoničnimi gibi. gibanje.

Nihanje

Nihanja so vrsta periodičnega gibanja. Nihanje je ponavadi opredeljeno kot ponavljajoče se spreminjanje skozi čas. Nihanje se lahko pojavi nad srednjo ravnovesno točko ali med dvema stanjama. Nihalo je dober primer za nihajno gibanje. Nihanja so večinoma sinusoidna. Dober primer za nihanje je tudi izmenični tok. V preprostem nihalu bob niha nad srednjo ravnovesno točko. V izmeničnem toku elektroni nihajo v zaprtem krogu nad ravnotežno točko. Obstajajo tri vrste nihanj. Prva vrsta so ne-dušena nihanja, pri katerih notranja energija nihanja ostaja konstantna. Druga vrsta nihanj so dušena nihanja. Pri blaženih nihanjih se notranja energija nihanja sčasoma zmanjšuje. Tretja vrsta so prisilna nihanja. Pri prisilnih nihanjih se na nihalo sproži sila v periodični spremembi nihala.

Enostavno harmonično gibanje

Preprosto harmonično gibanje je opredeljeno kot gibanje v obliki a = - (ω²) x, kjer je „a“ pospešek in „x“ je premik od ravnotežne točke. Izraz ω je konstanta. Preprosto harmonično gibanje zahteva obnovitveno silo. Obnovitvena sila je lahko vzmet, gravitacijska sila, magnetna sila ali električna sila. Preprosto harmonično nihanje ne bo oddajalo nobene energije. Celotna mehanska energija sistema se ohranja. Če ohranitev ne velja, bo sistem dušen harmonski sistem. Obstaja veliko pomembnih aplikacij preprostih harmoničnih nihanj. Nihajna ura je eden najboljših enostavnih harmoničnih sistemov. Lahko se pokaže, da obdobje nihanja ni odvisno od mase nihala. Če zunanji dejavniki, kot je zračni upor, vplivajo na gibanje, se sčasoma dušijo in se ustavijo. Resnična življenjska situacija je vedno dušeno nihanje. Popoln sistem vzmetnih mas je tudi dober primer za preprosto harmonično nihanje. V tem scenariju je sila, ustvarjena z elastičnostjo vzmeti. Preprosto harmonično gibanje lahko vzamemo tudi kot projekcijo krožnega gibanja s konstantno kotno hitrostjo. V ravnotežni točki postane kinetična energija sistema največja, na prelomni točki pa potencialna energija največja in kinetična energija postane nič.