Периодическое движение

В этой статье объясняется, что такое периодические движения в физике и каковы их характеристики. Также представлены примеры периодических движений, и, кроме того, вы сможете увидеть, какие бывают типы периодических движений.

Что такое периодическое движение?

В физике периодическое движение — это движение, которое периодически повторяется во времени, т. е. периодическое движение — это движение, которое повторяется через каждый фиксированный интервал времени.

Период – это время, необходимое для повторения периодического движения. Следовательно, тело, описывающее периодическое движение, через определенное время вернется в то же положение.

Например, движение маятника — периодическое движение. Масса, подвешенная на маятнике, раскачивается из одной стороны в другую и периодически проходит через одно и то же положение, так что это периодическое движение.

В физике трением часто пренебрегают при изучении периодического движения, поэтому предполагается, что частица, совершающая периодическое движение, колеблется неопределенно долго.

Примеры периодических движений

Теперь, когда мы знаем определение периодического движения, мы увидим несколько примеров периодических движений, чтобы завершить понимание этой концепции.

Примеры периодических движений:

• Движение маятника.
• Колебательное движение массы, подвешенной на пружине.
• Вращательное движение осуществляется лопастями вентилятора.
• Повторяющиеся движения сердцебиения.
• Движение качелей вперед и назад.

Характеристики периодического движения

Периодические движения определяются следующими элементами:

• Колебания (или цикл) : движение, которое тело совершает из определенного положения до тех пор, пока оно не вернется в то же самое положение.
• Период (Т) : время, необходимое телу для совершения полного колебания.
• Частота (f) : количество колебаний или вибраций, которые тело совершает в единицу времени.
• Угловая частота или пульсация (ω) : это скорость, с которой тело осуществляет колебания.
• Фаза (φ) : угол, который представляет состояние колебаний тела в данный момент.
• Начальная фаза (φ ₀ ) : угол, который представляет начальное состояние колебаний тела.
• Удлинение (x) : положение тела, которое занимает осциллятор в определенный момент.
• Положение равновесия : это положение, в котором находилось бы тело, если бы на него не действовала никакая сила.
• Амплитуда (А) : максимальное расширение колебательного движения. Следовательно, это разница между максимальным растяжением и положением равновесия.

Виды периодических движений

В физике в основном изучаются следующие три типа периодических движений :

• Простое гармоническое колебательное движение .
• Маятниковое движение .
• Равномерное круговое движение .

Простое гармоническое колебательное движение

Простое гармоническое колебательное движение (ПВМ) – это периодическое движение, при котором движущееся тело совершает колебательные пути. То есть при простом гармоническом движении тело периодически колеблется из одной стороны в другую от своего положения равновесия.

Таким образом, тело, описывающее простое гармоническое движение, периодически удаляется и приближается от своего центрального положения, которое является его положением равновесия.

Например, объект, подвешенный на пружине, прикрепленной к потолку, находится в простом гармоническом вибрационном движении (пренебрегаем трением воздуха), когда он движется вниз под действием силы тяжести, а затем обратно вверх благодаря силе упругости пружины, которая создает колебательное движение. вокруг своего положения равновесия.

маятниковое движение

Маятниковое движение – это движение массы, подвешенной к маятнику. То есть маятниковое движение — это движение, описывающее тело, подвешенное к неподвижному основанию и раскачивающееся из стороны в сторону.

Например, движение маятниковых часов является маятниковым. Точно так же движение, совершаемое раскачиванием ребенка, и движение метронома также являются примерами маятниковых движений.

Равномерное круговое движение

В физике равномерное круговое движение (UCM) — это движение, описываемое телом, которое вращается вокруг оси с постоянной угловой скоростью и радиусом. Следовательно, тело, совершающее равномерное круговое движение, имеет круговую траекторию.

Например, автомобиль колеса обозрения совершает равномерное круговое движение, поскольку вращается с постоянной угловой скоростью и радиус от автомобиля до центра колеса также постоянен в течение всего вращательного движения.

Периодическое движение и колебательное движение

Наконец, мы увидим, в чем разница между периодическим движением и колебательным движением, поскольку это два похожих типа движений, но их значение немного разное.

Колебательное движение – это движение, описываемое частицей, совершающей колебания вокруг положения равновесия. То есть, когда частица периодически перемещается из стороны в сторону, она совершает колебательное движение.

Отличие периодического движения от колебательного движения состоит в том, что периодическое движение предполагает лишь то, что тело периодически повторяет свое положение, с другой стороны, при колебательном движении тело периодически повторяет свое положение и, кроме того, оно перемещается вокруг положения. баланса.

Следовательно, колебательное движение всегда является периодическим движением, но периодическое движение не обязательно является колебательным движением. Например, равномерное круговое движение является периодическим, но не колебательным движением, поскольку положение частицы повторяется через каждый фиксированный интервал времени, но колебаний вокруг положения равновесия не происходит.