Este artigo explica o que são movimentos periódicos na física e quais são suas características. Também são apresentados exemplos de movimentos periódicos e, além disso, você poderá ver quais são os diferentes tipos de movimentos periódicos.
O que é um movimento periódico?
Na física, um movimento periódico é aquele que se repete periodicamente ao longo do tempo, ou seja, um movimento periódico é aquele movimento que se repete a cada intervalo de tempo fixo.
O período é o tempo necessário para repetir o movimento periódico. Portanto, um corpo que descreve movimento periódico retornará à mesma posição após um certo tempo.
Por exemplo, o movimento de um pêndulo é um movimento periódico. A massa pendurada no pêndulo oscila de um lado para o outro e passa periodicamente pela mesma posição, portanto é um movimento periódico.
Na física, o atrito é frequentemente negligenciado ao estudar o movimento periódico, de modo que se presume que a partícula que realiza o movimento periódico oscila indefinidamente.
Exemplos de movimentos periódicos
Agora que conhecemos a definição de movimento periódico, veremos vários exemplos de movimentos periódicos para finalizar a compreensão do conceito.
Exemplos de movimentos periódicos:
- O movimento de um pêndulo.
- O movimento oscilatório de uma massa suspensa por uma mola.
- Movimento rotacional realizado pelas pás de um ventilador.
- O movimento repetitivo de um batimento cardíaco.
- O movimento para frente e para trás de um balanço.
Características de um movimento periódico
Os movimentos periódicos são definidos pelos seguintes elementos:
- Oscilação (ou ciclo) : é o movimento que o corpo faz desde uma posição até retornar a essa mesma posição.
- Período (T) : é o tempo necessário para o corpo completar uma oscilação completa.
- Frequência (f) : é o número de oscilações ou vibrações que o corpo realiza por unidade de tempo.
- Frequência angular ou pulsação (ω) : é a velocidade com que o corpo realiza oscilações.
- Fase (φ) : é o ângulo que representa o estado de oscilação do corpo em um determinado momento.
- Fase inicial (φ 0 ) : é o ângulo que representa o estado inicial de oscilação do corpo.
- Alongamento (x) : é a posição do corpo que o oscilador faz em um determinado instante.
- Posição de equilíbrio : Esta é a posição em que o corpo estaria se nenhuma força atuasse sobre ele.
- Amplitude (A) : é a extensão máxima do movimento oscilatório. É, portanto, a diferença entre a extensão máxima e a posição de equilíbrio.
Tipos de movimentos periódicos
Na física, os três tipos de movimentos periódicos a seguir são estudados principalmente:
- Movimento vibracional harmônico simples .
- Movimento pendular .
- Movimento circular uniforme .
Movimento vibracional harmônico simples
O movimento vibracional harmônico simples (SVM) é um movimento periódico no qual um corpo em movimento faz um caminho oscilatório. Ou seja, em um movimento harmônico simples o corpo oscila repetidamente de um lado para o outro de sua posição de equilíbrio.
Assim, o corpo que descreve um movimento harmônico simples afasta-se e aproxima-se repetidamente de sua posição central, que é sua posição de equilíbrio.
Por exemplo, um objeto suspenso por uma mola presa ao teto está em movimento vibratório harmônico simples (despreze o atrito do ar) à medida que se move para baixo devido à gravidade e depois sobe devido à força elástica da mola, que produz um movimento oscilante. em torno de sua posição de equilíbrio.
movimento do pêndulo
O movimento do pêndulo é o movimento realizado pela massa suspensa em um pêndulo. Ou seja, o movimento pendular é um movimento que descreve um corpo suspenso em uma base fixa que oscila de um lado para o outro.
Por exemplo, o movimento feito por um relógio de pêndulo é um movimento de pêndulo. Da mesma forma, o movimento feito por uma criança balançando e o movimento de um metrônomo também são exemplos de movimentos pendulares.
Movimento circular uniforme
Na física, movimento circular uniforme (UCM) é o movimento descrito por um corpo que gira em torno de um eixo com velocidade angular e raio constantes. Portanto, um corpo que realiza movimento circular uniforme possui uma trajetória circular.
Por exemplo, um carro de roda gigante faz um movimento circular uniforme, porque gira com uma velocidade angular constante e o raio do carro ao centro da roda também é constante durante todo o movimento rotacional.
Movimento periódico e movimento oscilatório
Por fim, veremos qual a diferença entre movimento periódico e movimento oscilatório, pois são dois tipos de movimentos semelhantes, mas seu significado é um pouco diferente.
Um movimento oscilatório é um movimento descrito por uma partícula que oscila em torno de uma posição de equilíbrio. Ou seja, quando uma partícula se move periodicamente de um lado para outro, ela está realizando um movimento oscilatório.
A diferença entre um movimento periódico e um movimento oscilatório é que um movimento periódico implica apenas que o corpo repita periodicamente a sua posição, por outro lado, num movimento oscilatório o corpo repete periodicamente a sua posição e, além disso, move-se em torno de uma posição de equilíbrio.
Portanto, o movimento oscilatório é sempre um movimento periódico, mas o movimento periódico não é necessariamente um movimento oscilatório. Por exemplo, o movimento circular uniforme é periódico, mas não oscilatório, porque a posição da partícula se repete a cada intervalo de tempo fixo, mas não ocorre oscilação em torno de uma posição de equilíbrio.