Periodieke beweging

In dit artikel wordt uitgelegd wat periodieke bewegingen in de natuurkunde zijn en wat hun kenmerken zijn. Ook worden voorbeelden van periodieke bewegingen gepresenteerd en daarnaast kunt u zien wat de verschillende soorten periodieke bewegingen zijn.

Wat is een periodieke beweging?

In de natuurkunde is een periodieke beweging een beweging die zich in de loop van de tijd periodiek herhaalt, dwz een periodieke beweging is die beweging die zich op elk vast tijdsinterval herhaalt.

De periode is de tijd die nodig is om de periodieke beweging te herhalen. Daarom zal een lichaam dat periodieke beweging beschrijft na een bepaalde tijd terugkeren naar dezelfde positie.

De beweging van een slinger is bijvoorbeeld een periodieke beweging. De massa die aan de slinger hangt, zwaait van de ene naar de andere kant en passeert periodiek dezelfde positie, het is dus een periodieke beweging.

In de natuurkunde wordt wrijving vaak verwaarloosd bij het bestuderen van periodieke beweging, dus wordt aangenomen dat het deeltje dat de periodieke beweging uitvoert voor onbepaalde tijd oscilleert.

Voorbeelden van periodieke bewegingen

Nu we de definitie van periodieke beweging kennen, zullen we verschillende voorbeelden van periodieke bewegingen zien om het begrip van het concept te voltooien.

Voorbeelden van periodieke bewegingen:

• De beweging van een slinger.
• De oscillerende beweging van een massa die aan een veer hangt.
• Roterende beweging uitgevoerd door de bladen van een ventilator.
• De repetitieve beweging van een hartslag.
• De heen en weer gaande beweging van een schommel.

Kenmerken van een periodieke beweging

Periodieke bewegingen worden gedefinieerd door de volgende elementen:

• Oscillatie (of cyclus) : is de beweging die het lichaam maakt vanuit een positie totdat het terugkeert naar diezelfde positie.
• 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.
• Fase (φ) : is de hoek die de oscillatietoestand van het lichaam op een bepaald moment weergeeft.
• Initiële fase (φ ₀ ) : is de hoek die de initiële oscillatietoestand van het lichaam vertegenwoordigt.
• Verlenging (x) : is de lichaamshouding die de oscillator op een bepaald moment maakt.
• Evenwichtspositie : Dit is de positie waarin het lichaam zich zou bevinden als er geen kracht op zou inwerken.
• Amplitude (A) : is de maximale uitbreiding van de oscillerende beweging. Het is dus het verschil tussen de maximale extensie en de evenwichtspositie.

Soorten periodieke bewegingen

In de natuurkunde worden voornamelijk de volgende drie soorten periodieke bewegingen bestudeerd:

• Eenvoudige harmonische trillingsbeweging .
• Slinger beweging .
• Eenvormige cirkelvormige beweging .

Eenvoudige harmonische trillingsbeweging

Eenvoudige harmonische trillingsbeweging (SVM) is een periodieke beweging waarbij een bewegend lichaam een oscillerend pad maakt. Dat wil zeggen, bij een eenvoudige harmonische beweging oscilleert het lichaam herhaaldelijk van de ene naar de andere kant van zijn evenwichtspositie.

Het lichaam dat een eenvoudige harmonische beweging beschrijft, beweegt dus herhaaldelijk weg en nadert herhaaldelijk vanuit zijn centrale positie, wat zijn evenwichtspositie is.

Een object dat is opgehangen aan een veer die aan het plafond is bevestigd, bevindt zich bijvoorbeeld in een eenvoudige harmonische trillingsbeweging (luchtwrijving verwaarlozen) terwijl het naar beneden beweegt als gevolg van de zwaartekracht en vervolgens weer omhoog vanwege de elastische kracht van de veer, die een oscillerende beweging veroorzaakt. rond zijn evenwichtspositie.

slinger beweging

Slingerbeweging is de beweging die wordt gemaakt door de massa die aan een slinger hangt. Dat wil zeggen dat slingerbeweging een beweging is die een lichaam beschrijft dat is opgehangen aan een vaste basis en heen en weer zwaait.

Het uurwerk van een slingeruurwerk is bijvoorbeeld een slingeruurwerk. Op dezelfde manier zijn de beweging van een zwaaiend kind en de beweging van een metronoom ook voorbeelden van slingerbewegingen.

Uniforme cirkelvormige beweging

In de natuurkunde is uniforme cirkelbeweging (UCM) de beweging die wordt beschreven door een lichaam dat rond een as draait met constante hoeksnelheid en straal. Daarom heeft een lichaam dat een uniforme cirkelvormige beweging maakt een cirkelvormig pad.

Een auto van een reuzenrad maakt bijvoorbeeld een uniforme cirkelbeweging, omdat deze met een constante hoeksnelheid draait en de straal van de auto naar het midden van het wiel ook constant is gedurende de gehele rotatiebeweging.

Periodieke beweging en oscillerende beweging

Ten slotte zullen we zien wat het verschil is tussen periodieke beweging en oscillerende beweging, aangezien het twee vergelijkbare soorten bewegingen zijn, maar hun betekenis enigszins verschilt.

Een oscillerende beweging is een beweging die wordt beschreven door een deeltje dat rond een evenwichtspositie oscilleert. Dat wil zeggen dat wanneer een deeltje periodiek heen en weer beweegt, het een oscillerende beweging maakt.

Het verschil tussen een periodieke beweging en een oscillerende beweging is dat een periodieke beweging alleen impliceert dat het lichaam periodiek zijn positie herhaalt, terwijl bij een oscillerende beweging het lichaam periodiek zijn positie herhaalt en bovendien rond een positie beweegt. van evenwicht.

Daarom is oscillerende beweging altijd periodieke beweging, maar periodieke beweging is niet noodzakelijkerwijs oscillerende beweging. Een uniforme cirkelbeweging is bijvoorbeeld een periodieke maar geen oscillerende beweging, omdat de positie van het deeltje op elk vast tijdsinterval wordt herhaald, maar er geen oscillatie rond een evenwichtspositie plaatsvindt.