이 글에서는 물리학에서 주기운동이 무엇인지, 그리고 그 특징이 무엇인지 설명합니다. 주기적인 움직임의 예도 제시되어 있으며, 또한 다양한 유형의 주기적인 움직임이 무엇인지 확인할 수 있습니다.
주기적인 움직임이란 무엇입니까?
물리학에서 주기 운동은 시간이 지남에 따라 주기적으로 반복되는 운동입니다. 즉, 주기 운동은 고정된 시간 간격마다 반복되는 운동입니다.
주기는 주기적인 움직임을 반복하는 데 필요한 시간입니다. 따라서 주기적인 운동을 하는 물체는 일정 시간이 지나면 같은 위치로 돌아오게 됩니다.
예를 들어, 진자의 움직임은 주기적인 움직임입니다. 진자에 매달린 질량은 한쪽에서 다른쪽으로 흔들리며 주기적으로 같은 위치를 통과하므로 주기적인 운동입니다.
물리학에서는 주기운동을 연구할 때 마찰을 무시하는 경우가 많기 때문에 주기운동을 하는 입자는 무한정 진동한다고 가정합니다.
주기적 움직임의 예
이제 주기운동의 정의를 알았으니, 주기운동의 몇 가지 예를 살펴보고 개념 이해를 마무리하겠습니다.
주기적 움직임의 예:
- 진자의 움직임.
- 스프링에 매달린 질량의 진동 운동.
- 팬 블레이드에 의해 수행되는 회전 운동.
- 심장 박동의 반복적인 움직임.
- 스윙의 앞뒤 움직임.
주기적인 움직임의 특징
주기적 이동은 다음 요소로 정의됩니다.
- 진동(또는 주기) : 신체가 한 위치에서 동일한 위치로 돌아올 때까지 만드는 움직임입니다.
- 주기(T) : 신체가 완전한 진동을 완료하는 데 필요한 시간입니다.
- 주파수(f) : 단위 시간당 신체가 만드는 진동 또는 진동 수입니다.
- 각주파수 또는 맥동(Ω) : 이는 신체가 진동하는 속도입니다.
- 위상(ψ) : 주어진 순간에 물체의 진동 상태를 나타내는 각도입니다.
- 초기 위상(ψ 0 ) : 물체의 초기 진동 상태를 나타내는 각도입니다.
- 신장(x) : 특정 순간에 오실레이터가 만드는 신체 위치입니다.
- 평형 위치(Equilibrium position ) : 신체에 힘이 가해지지 않았을 때 신체가 있을 위치입니다.
- 진폭(A) : 진동 운동의 최대 확장입니다. 따라서 이는 최대 확장과 평형 위치 사이의 차이입니다.
주기적 움직임의 유형
물리학에서는 다음과 같은 세 가지 유형의 주기적인 움직임이 주로 연구됩니다.
- 단순 조화 진동 운동 .
- 진자 운동 .
- 균일한 원운동 .
단순 조화 진동 운동
단순 조화 진동 운동(SVM)은 움직이는 물체가 진동 경로를 만드는 주기적인 운동입니다. 즉, 단순 조화 운동에서 물체는 평형 위치의 한쪽에서 다른 쪽으로 반복적으로 진동합니다.
따라서 단순 조화 운동을 나타내는 몸체는 평형 위치인 중심 위치에서 멀어지고 접근하는 것을 반복적으로 반복합니다.
예를 들어, 천장에 부착된 스프링에 매달린 물체는 중력으로 인해 아래로 이동했다가 스프링의 탄성력으로 인해 위로 올라가 진동 운동을 생성하는 단순 조화 진동 운동(공기 마찰 무시)을 합니다. 평형 위치를 중심으로.
진자 운동
진자 운동은 진자에 매달린 질량에 의해 이루어지는 운동입니다. 즉, 진자 운동은 좌우로 흔들리는 고정된 베이스에 매달린 신체를 설명하는 운동입니다.
예를 들어 진자시계의 움직임은 진자운동입니다. 마찬가지로 아이가 휘두르는 움직임이나 메트로놈의 움직임도 진자 움직임의 예입니다.
균일한 원운동
물리학에서 등속원운동(UCM)은 일정한 각속도와 반경으로 축을 중심으로 회전하는 물체에 의해 설명되는 운동입니다. 그러므로 등속원운동을 하는 물체는 원궤도를 갖는다.
예를 들어, 관람차의 자동차는 일정한 각속도로 회전하고 전체 회전 운동 동안 자동차에서 바퀴 중심까지의 반경도 일정하기 때문에 균일한 원 운동을 합니다.
주기운동과 진동운동
마지막으로 주기적인 움직임과 진동적인 움직임의 차이점이 무엇인지 살펴보겠습니다. 왜냐하면 두 가지 유사한 유형의 움직임이지만 그 의미가 약간 다르기 때문입니다.
진동 운동은 평형 위치를 중심으로 진동하는 입자에 의해 설명되는 운동입니다. 즉, 입자가 주기적으로 좌우로 움직일 때 진동 운동을 하는 것입니다.
주기적인 운동과 진동 운동의 차이점은 주기적인 운동은 신체가 주기적으로 위치를 반복한다는 것을 의미하는 반면, 진동 운동에서는 신체가 주기적으로 위치를 반복하고 추가로 위치를 중심으로 움직인다는 것입니다. 균형의.
따라서 진동 운동은 항상 주기 운동이지만, 주기 운동이 반드시 진동 운동인 것은 아닙니다. 예를 들어, 등속 원운동은 주기적인 운동이지만 진동 운동은 아닙니다. 왜냐하면 입자의 위치는 고정된 시간 간격마다 반복되지만 평형 위치에 대한 진동은 발생하지 않기 때문입니다.