Nihanje vs preprosto harmonsko gibanje
Nihanja in preprosto harmonično gibanje sta dve periodični gibi, o katerih razpravlja fizika. Koncepti nihanja in preprostega harmoničnega gibanja se pogosto uporabljajo na področjih, kot so mehanika, dinamika, gibanja v orbiti, strojništvo, valovi in vibracije ter različna druga področja. Bistveno je pravilno razumevanje teh konceptov, da bi se lahko izkazali na takšnih področjih. V tem članku bomo razpravljali o tem, kaj so nihanja in preprosta harmonična gibanja, definicije nihanja in enostavnega harmoničnega gibanja, njihove uporabe, nekaj primerov za preprosta harmonična gibanja in nihanja, njihove podobnosti in na koncu razliko med nihanjem in preprostim harmoničnim gibanje.
Nihanje
Nihanja so vrsta periodičnega gibanja. Nihanje je običajno opredeljeno kot ponavljajoče se spreminjanje skozi čas. Nihanje se lahko pojavi nad srednjo ravnotežno točko ali med dvema stanjem. Nihalo je dober primer nihajočega gibanja. Nihanja so večinoma sinusna. Tudi izmenični tok je dober primer nihanja. V preprostem nihalu bob niha nad srednjo ravnotežno točko. V izmeničnem toku elektroni nihajo znotraj zaprtega kroga v ravnotežni točki. Obstajajo tri vrste nihanj. Prva vrsta so neustavljena nihanja, pri katerih notranja energija nihanja ostaja konstantna. Druga vrsta nihanja so dušeni nihaji. V primeru dušenih nihanj se notranja energija nihanja sčasoma zmanjša. Tretja vrsta so prisilna nihanja. Pri prisilnih nihanjih na nihalo deluje sila v periodičnem nihanju.
Preprosto harmonsko gibanje
Preprosto harmonično gibanje je opredeljeno kot gibanje v obliki a = - (ω 2) x kjer je "a" pospešek, "x" pa 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 energije. Skupna mehanska energija sistema se ohrani. Če ohranitev ne velja, bo sistem dušen harmonski sistem. Obstaja veliko pomembnih aplikacij preprostih harmoničnih nihanj. Nihajna ura je eden najboljših preprostih harmoničnih sistemov, ki so na voljo. Dokažemo lahko, da obdobje nihanja ni odvisno od mase nihala. Če zunanji dejavniki, kot je zračni upor, vplivajo na gibanje, se sčasoma zmanjša in ustavi. Resnična življenjska situacija je vedno dušeno nihanje. Popoln vzmetni sistem mase je tudi dober primer preprostega harmoničnega nihanja. Sila, ki jo ustvari elastičnost vzmeti, v tem primeru deluje kot sila, ki obnavlja. Preprosto harmonično gibanje lahko vzamemo tudi kot projekcijo krožnega gibanja s konstantno kotno hitrostjo. V ravnotežni točki kinetična energija sistema postane največja, v prelomni točki pa potencialna energija največja in kinetična energija nič.in na prelomnici potencialna energija postane maksimum, kinetična energija pa nič.in na prelomnici potencialna energija postane maksimum, kinetična energija pa nič.
Kakšna je razlika med preprostim harmoničnim gibanjem in nihanjem?
• Enostavno harmonično gibanje je poseben primer nihanja.
• Preprosto harmonično gibanje je možno samo v teoriji, nihanja pa so možna v vsaki situaciji.
• Skupna energija preprostega harmoničnega gibanja je konstantna, medtem ko celotna energija nihanja na splošno ne sme biti konstantna.
