Hai mai visto il movimento su un pendolo o una molla? I due movimenti che osservi sono classificati come semplici movimenti armonici. È un movimento avanti e indietro attorno al punto di equilibrio. Se presti attenzione, il pendolo ha un punto di equilibrio nel mezzo, perché anche se la sua velocità diminuisce, il pendolo si muoverà comunque intorno al punto di equilibrio.
Il movimento armonico semplice ha un'ampiezza (deviazione massima) e una frequenza fisse. Questo movimento è periodico. Ogni movimento avverrà ripetutamente e regolarmente nello stesso intervallo di tempo.
Nel moto armonico semplice, la forza risultante ha la stessa direzione, cioè verso il punto di equilibrio. Questa forza è chiamata forza di ripristino. La quantità di forza di ripristino è direttamente proporzionale alla posizione dell'oggetto verso il punto di equilibrio.
Alcune delle caratteristiche di questo movimento includono la posizione grafica delle particelle in funzione del tempo sotto forma di seno o coseno. Questo movimento può anche essere visualizzato dall'equazione della deviazione, dall'equazione della velocità, dall'equazione della velocità e dall'equazione del movimento dell'energia in questione.
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Sulla base di queste caratteristiche, il movimento armonico semplice ha deviazione, velocità, accelerazione ed energia.
Deviazione
La semplice deviazione armonica può essere pensata come la proiezione di particelle che si muovono in cerchi regolari sul diametro del cerchio. In generale, l'equazione della deviazione in questo movimento è la seguente.
y = deviazione delle vibrazioni (m)
ω = velocità angolare (rad / s)
T = periodo (i)
f = frequenza (Hz)
t = tempo / i di viaggio
A = ampiezza / deviazione massima (m)
Velocità
La velocità è la prima derivata della posizione. Nel moto armonico semplice, la velocità è ottenuta dalla prima derivata dell'equazione di deviazione. L'equazione della velocità può essere descritta come segue.
Accelerazione
L'accelerazione di un oggetto in movimento armonico semplice può essere ottenuta dalla derivata prima dell'equazione di velocità o dalla derivata seconda dell'equazione di deviazione. L'equazione dell'accelerazione può essere ottenuta come segue.
La deviazione massima ha un valore uguale all'ampiezza (y = A), quindi l'accelerazione massima è am = - Aw
Energia
L'equazione dell'energia nel movimento armonico semplice include l'energia cinetica, l'energia potenziale e l'energia meccanica. L'energia cinetica dell'oggetto può essere formulata come segue.
L'energia potenziale dell'oggetto può essere formulata come segue.
Nel frattempo, l'energia meccanica è la somma dell'energia cinetica e dell'energia potenziale.
k = valore fisso (N / m)
ω = velocità angolare (rad / s)
A = ampiezza (m)
t = tempo / i di viaggio
La quantità di energia potenziale ed energia cinetica di un oggetto che muove armoniche semplici è sempre fissa.
