Dit artikel legt uit wat oscillerende beweging is in de natuurkunde. Zo vindt u voorbeelden van oscillerende bewegingen, wat de kenmerken zijn van oscillerende bewegingen en bovendien, wat zijn de formules voor oscillerende bewegingen.
Wat is oscillerende beweging?
Oscillerende beweging is een beweging die een deeltje beschrijft dat rond een evenwichtspositie oscilleert. Dat wil zeggen dat wanneer een deeltje periodiek heen en weer beweegt, het een oscillerende beweging maakt.
De beweging van een slinger is bijvoorbeeld een oscillerende beweging. De hangende massa van de slinger oscilleert herhaaldelijk tussen twee posities, dus het is een oscillerende beweging.
In de natuurkunde wordt bij oscillerende bewegingen de wrijving over het algemeen verwaarloosd, zodat het lichaam dat de oscillerende beweging uitvoert altijd dezelfde tijd nodig heeft om tweemaal dezelfde positie te doorlopen.
Voorbeelden van oscillerende bewegingen
Nu we de definitie van een oscillerende beweging kennen, zullen we verschillende voorbeelden van dit type beweging zien om de betekenis ervan beter te begrijpen.
Voorbeelden van oscillerende bewegingen:
- De oscillerende beweging van een massa die aan een veer hangt.
- De oscillerende beweging van een slinger.
- De beweging gemaakt door de snaren van een gitaar.
- De beweging van een elektrische lading opgeslagen in een condensator.
- De oscillerende beweging van elektromagnetische golven.
Opgemerkt moet worden dat als al deze bewegingen in de loop van de tijd voor onbepaalde tijd willen oscilleren, er geen enkele vorm van wrijving mag optreden. In werkelijkheid stoppen deze bewegingen uiteindelijk als gevolg van wrijving met de lucht of met een materiaal, maar in de natuurkunde wordt wrijving in deze gevallen verwaarloosd en daarom wordt aangenomen dat ze voor onbepaalde tijd oscilleren.
Kenmerken van een oscillerende beweging
Oscillerende bewegingen hebben de volgende kenmerken:
- Verlenging (x) : is de positie van het lichaam dat op een bepaald moment de oscillerende beweging uitvoert. Het vertegenwoordigt de scheiding van het lichaam uit zijn evenwichtige positie.
- Amplitude (A) : is de maximale uitbreiding van de oscillerende beweging. Het is dus het verschil tussen de maximale positie en de evenwichtspositie.
- Periode (T) : is de tijd die het lichaam nodig heeft om een volledige oscillatie te voltooien.
- Frequentie (f) : is het aantal trillingen of trillingen dat het lichaam per tijdseenheid maakt.
- Hoekfrequentie of pulsatie (ω) : dit is de snelheid waarmee het lichaam trillingen uitvoert.
In de volgende afbeelding ziet u de grafische weergave van de verlenging van een oscillerende beweging als functie van de tijd.
Oscillerende bewegingsvergelijking
De verlenging van een deeltje dat een oscillerende beweging beschrijft, wordt gedefinieerd als de amplitude van de beweging vermenigvuldigd met de cosinus van de hoekfrequentie vermenigvuldigd met de tijd plus de beginfase van de beweging. De formule voor de vergelijking van de verlenging van een oscillerende beweging is daarom als volgt:
Goud:
-
is de verlenging van het lichaam dat de oscillerende beweging uitvoert.
-
is de amplitude van de oscillerende beweging.
-
is de hoek- of pulsatiefrequentie.
-
is het moment waarop de rek wordt berekend.
-
is de beginfase van de oscillerende beweging.
Houd er rekening mee dat er in het geval van eenvoudige harmonische beweging, het meest bestudeerde type oscillerende beweging, meer formules bestaan waarmee we al zijn parameters kunnen berekenen. Je kunt zien wat alle formules voor eenvoudige harmonische beweging zijn door hier te klikken: