Harmooniline võnkumine
Harmoonilise võnkumise korral on taastav jõud võrdeline nihkega tasakaaluasendist ja suunatud alati selle poole, mis tekitab sujuva korduva võnkumise.
Practise this conceptHarmooniline võnkumine tekib alati, kui süsteemi tasakaaluasendisse tagasi tõmbav jõud kasvab otseses võrdelises seoses sellega, kui kaugele süsteem on tasakaalust välja lükatud — kaks korda suurem nihe tähendab kaks korda suuremat taastavat jõudu, mis on alati suunatud tagasi sinnapoole, kust see tuli.
Vedrul olev mass ja kiikuv pendel (väikeste kõikumiste korral) järgivad mõlemad seda mustrit ning tulemuseks on mõlemal juhul sama sujuv korduv edasi-tagasi liikumine, kuigi füüsilised seaded näevad üldse mitte sarnased välja. Selles seisnebki "harmoonilise" mõte: sama matemaatika kirjeldab väga erinevaid süsteeme.
Üks omadus üllatab tihti: ideaalse harmoonilise ostsillaatori periood ei sõltu üldse amplituudist. Väikese kaarega kõikuv pendel ja sama pendel suurema kaarega kõikudes (endiselt väikese nurga lähenduse piires) kuluvad igal kõikumisel sama palju aega — suurem kõikumine läbib rohkem teed, kuid liigub selle läbimiseks samas ajas ka kiiremini.
Key ideas
Requires: Newtoni teine seadus
Unlocks: Resonants, Seisulained
Formulas
| Symbol | Name | Unit |
|---|---|---|
| periood | s (sekund) | |
| vahemaa | m (meeter) |
Common misconceptions
- Harmoonilise võnkumise taastav jõud on konstantne, mitte võrdeline nihkega.
- Harmoonilises võnkumises liigub keha kogu võnkumise vältel konstantse kiirusega.
- Harmoonilise ostsillaatori periood sõltub selle amplituudist.