Harmonik Hareket Nedir?

Harmonik hareket, sarkaç, bir bahar veya güneş etrafındaki bir gezegenin yörüngesi gibi salınımlı veya yinelenen bir sistem kavramıdır. Harmonik hareket halinde olan sistemler, iç enerji aynı kaldığı sürece enerjiyi ve momentumu korur. Gerçek bir sistemde, yani ideal olmayan, enerji kaybı moleküller ile çarpışma nedeniyle sonsuz küçük miktarlarda bile sürtünme nedeniyle oluşur. Bir sistemin osilasyon hareketini deneyimlemesi için iki ana özellik bulunmalıdır: esneklik ve atalet; Newton'un ilk yasası nedeniyle, tüm nesnelerin ataleti vardır. Bu nedenle, bir yay gibi bir esneklik kaynağı bulunmalıdır.

Basit bir harmonik sistem bir yaya sabitlenmiş bir ya da daha fazla salınım yapan nesne ya da bir yaya bağlı ağırlık gibi başka bir elastik kaynağa sahiptir. Nesnenin hareketi sinüzoidal bir düzende hızı değiştirir. Nesne momentumunu sağlayan elastik kuvvet, hareket merkezinden uzaklıkla artar; nesne ne kadar uzaktaysa, o kadar elastik kuvvet uygulanır. Nesne hareketinin sonuna geldiğinde, kuvvet, döngünün tekrar ettiği salınımlı yolun diğer ucuna artan hızda geriye doğru hareket etmesine neden olur. Basit harmonik hareket kavramı göstermek için kullanılır, ancak sürtünmeyi hesaba katmaz.

Sönümlenmiş hareket, karşılaştırmalı olarak, sistemi yavaşlatacak ve sonunda dengeye ulaşmasına ya da hareket etmemesine neden olacak sürtünmeyi veya diğer dış kuvvetleri içerir. Bir sistemde ne kadar sürtünme olursa, salınan bir nesne ne kadar çabuk dengeye ulaşırsa. Aşırı yükleme, denge öncesinde sadece birkaç salınım döngüsüne izin verir; kritik sönümleme, arabadaki bir amortisör gibi dengeye hızlı bir dönüş sağlar; ve zayıflama salınımın zamanla azalmasına neden olur. Su gibi daha viskoz bir ortam daha fazla sürtünme oluşturur.

Harmonik hareketin günlük yaşamda birçok uygulaması vardır. Her türlü salınım sistemi - bir saatin sarkaçı, bir arabanın süspansiyon sisteminden bir yay veya bir motorun volanının dönüşü - olsun, bir nemli salınımdan geçer. Örneğin, sönümlemeye neden olan sürtünme kuvvetini bilmek, harmonik bir sistemde sabit bir salınım hızını korumak için gerekli itici gücün hesaplanmasını sağlar. Müzik uygulamaları da var; Örneğin bir gitar teli uzunluğunu bilmek, bir itici güç verildiğinde salınım hızını ve dolayısıyla çalınan notanın sıklığını hesaplamak için bir yöntem sağlar.