O que é movimento harmônico?

O movimento harmônico é o conceito de um sistema oscilante ou repetido, como um pêndulo, uma mola ou a órbita de um planeta ao redor do sol. Os sistemas que estão em movimento harmônico economizam energia e momento, desde que a energia interna permaneça a mesma. Em um sistema real, isto é, a perda de energia não ideal ocorre devido ao atrito, mesmo em quantidades infinitesimais devido à colisão com moléculas. Duas qualidades principais devem existir para um sistema experimentar um movimento oscilatório: elasticidade e inércia; Por causa da primeira lei de Newton, todos os objetos têm inércia. Portanto, uma fonte de elasticidade deve existir, como uma mola. O movimento do objeto altera a velocidade em um padrão sinusoidal. A força elástica que fornece o momento do objeto aumenta com a distância do centro de movimento; Quanto mais longe o objeto é, mais elastic força é exercida. Quando o objeto chega ao final de seu movimento, a força faz com que ele se mova para trás em velocidade crescente para a outra extremidade do caminho oscilante onde o ciclo se repete. O movimento harmônico simples é usado para ilustrar o conceito, mas não leva em consideração o atrito.

Motivo amortecido, em comparação, inclui atrito ou outras forças externas que diminuem o sistema e, eventualmente, farão com que ele atinja o equilíbrio ou nenhum movimento. Quanto mais atrito houver em um sistema, mais rápido um objeto oscilante atingirá o equilíbrio. Overdamping permite apenas alguns ciclos de oscilação antes do equilíbrio; O amortecimento crítico cria um rápido retorno ao equilíbrio, como um amortecedor em um carro; e o subdomping faz com que a oscilação diminua com o tempo. Um meio mais viscoso, como a água, cria mais atrito.

O movimento harmônico tem muitas aplicações no dia-a-dia. UMNY Tipo de sistema oscilante - seja o pêndulo de um relógio, uma mola do sistema de suspensão de um carro ou a virada do volante de um motor - passa por uma forma de oscilação amortecida. Por exemplo, conhecer a força de atrito que causa amortecimento permite o cálculo da força motriz necessária para manter uma taxa constante de oscilação em um sistema harmônico. Também existem aplicações musicais; Conhecer a duração de uma corda de guitarra, por exemplo, fornece um método de calcular a taxa de oscilação quando recebe uma força motriz e, portanto, a frequência da nota tocada.