تشرح هذه المقالة ما هي الحركة التذبذبية في الفيزياء. وهكذا ستجد أمثلة على الحركات التذبذبية، وما هي خصائص الحركات التذبذبية، وبالإضافة إلى ذلك، ما هي صيغ الحركات التذبذبية.
ما هي الحركة التذبذبية؟
الحركة التذبذبية هي حركة تصف جسيمًا يتأرجح حول موضع التوازن. أي أنه عندما يتحرك جسيم بشكل دوري من جانب إلى آخر، فإنه يقوم بحركة تذبذبية.
على سبيل المثال، حركة البندول هي حركة تذبذبية. تتأرجح الكتلة المعلقة للبندول بين موضعين بشكل متكرر، لذلك فهي حركة تذبذبية.
في الفيزياء، في الحركات التذبذبية، يتم إهمال الاحتكاك بشكل عام، وبالتالي فإن الجسم الذي يقوم بالحركة التذبذبية يستغرق دائمًا نفس الوقت للمرور بنفس الموضع مرتين.
أمثلة على الحركات التذبذبية
الآن بعد أن عرفنا تعريف الحركة التذبذبية، سنرى عدة أمثلة على هذا النوع من الحركة لفهم معناها بشكل أفضل.
أمثلة على الحركات التذبذبية:
- الحركة التذبذبية لكتلة معلقة من زنبرك.
- الحركة التذبذبية للبندول.
- الحركة التي تقوم بها أوتار الجيتار.
- حركة الشحنة الكهربائية المخزنة في المكثف.
- الحركة التذبذبية للموجات الكهرومغناطيسية.
وتجدر الإشارة إلى أنه لكي تتأرجح كل هذه الحركات إلى ما لا نهاية مع مرور الوقت، يجب ألا يكون هناك أي احتكاك من أي نوع. في الواقع، تنتهي هذه الحركات بالتوقف بسبب الاحتكاك بالهواء أو بالمادة، لكن في الفيزياء في هذه الحالات يتم إهمال الاحتكاك، ولهذا السبب يعتبر أنها تهتز إلى أجل غير مسمى.
خصائص الحركة التذبذبية
تتميز الحركات التذبذبية بالخصائص التالية:
- الاستطالة (x) : هي موضع الجسم الذي يقوم بالحركة التذبذبية عند لحظة معينة. إنه يمثل انفصال الجسم عن وضعه المتوازن.
- السعة (A) : هي أقصى امتداد للحركة التذبذبية. وبالتالي فهو الفرق بين الموضع الأقصى وموضع التوازن.
- الدورة (T) : هي الزمن اللازم للجسم لإتمام التذبذب الكامل.
- التردد (و) : هو عدد الاهتزازات أو الاهتزازات التي يحدثها الجسم في وحدة الزمن.
- التردد الزاوي أو النبض (ω) : هذه هي السرعة التي يقوم بها الجسم بالتذبذبات.
في الصورة التالية يمكنك رؤية التمثيل الرسومي لاستطالة الحركة التذبذبية كدالة للوقت.
معادلة الحركة التذبذبية
يتم تعريف استطالة الجسيم الذي يصف الحركة التذبذبية على أنها سعة الحركة مضروبة في جيب تمام التردد الزاوي مضروبًا في الوقت بالإضافة إلى المرحلة الأولية للحركة. وبالتالي فإن صيغة معادلة استطالة الحركة التذبذبية هي كما يلي:
ذهب:
-
هو استطالة الجسم الذي يقوم بالحركة التذبذبية.
-
هو سعة الحركة التذبذبية.
-
هو التردد الزاوي أو النبضي.
-
هي اللحظة التي يتم فيها حساب الاستطالة.
-
هي المرحلة الأولية للحركة التذبذبية.
ضع في اعتبارك أنه في حالة الحركة التوافقية البسيطة، وهي أكثر أنواع الحركة التذبذبية التي تمت دراستها، هناك المزيد من الصيغ التي تسمح لنا بحساب جميع معلماتها. يمكنك معرفة جميع صيغ الحركة التوافقية البسيطة بالضغط هنا: