Oscillatie versus eenvoudige harmonische beweging
Oscillaties en eenvoudige harmonische beweging zijn twee periodieke bewegingen die in de natuurkunde worden besproken. De concepten oscillaties en eenvoudige harmonische beweging worden veel gebruikt in gebieden zoals mechanica, dynamica, orbitale bewegingen, werktuigbouwkunde, golven en trillingen en diverse andere gebieden. Het is essentieel om een goed begrip van deze concepten te hebben om op dergelijke gebieden uit te blinken. In dit artikel gaan we bespreken wat oscillaties en eenvoudige harmonische bewegingen zijn, de definities van oscillatie en eenvoudige harmonische beweging, hun toepassingen, enkele voorbeelden voor eenvoudige harmonische bewegingen en oscillaties, hun overeenkomsten en tot slot het verschil tussen oscillatie en eenvoudige harmonische beweging.
Oscillatie
Oscillaties zijn een soort periodieke beweging. Een oscillatie wordt meestal gedefinieerd als een zich herhalende variatie in de tijd. De oscillatie kan optreden over een midden evenwichtspunt of tussen twee toestanden. Een slinger is een goed voorbeeld van een oscillerende beweging. De oscillaties zijn meestal sinusvormig. Een wisselstroom is ook een goed voorbeeld van oscillatie. In de eenvoudige slinger oscilleert de bob over het middelste evenwichtspunt. In een wisselstroom oscilleren de elektronen in het gesloten circuit over een evenwichtspunt. Er zijn drie soorten oscillaties. Het eerste type zijn de ongedempte oscillaties waarbij de interne energie van de oscillatie constant blijft. Het tweede type oscillaties zijn de gedempte oscillaties. Bij gedempte oscillaties neemt de interne energie van de oscillatie in de loop van de tijd af. Het derde type zijn de geforceerde oscillaties. Bij gedwongen oscillaties wordt een kracht uitgeoefend op de slinger in een periodieke variatie op de slinger.
Eenvoudige harmonische beweging
De eenvoudige harmonische beweging wordt gedefinieerd als een beweging in de vorm van a=– (ω2) x waarbij "a" de versnelling is en "x" de verplaatsing vanaf het evenwichtspunt. De term ω is een constante. Een eenvoudige harmonische beweging vereist een herstellende kracht. De herstellende kracht kan een veer, zwaartekracht, magnetische kracht of een elektrische kracht zijn. Een eenvoudige harmonische trilling zal geen energie afgeven. De totale mechanische energie van het systeem blijft behouden. Als de conservering niet van toepassing is, zal het systeem een gedempt harmonisch systeem zijn. Er zijn veel belangrijke toepassingen van eenvoudige harmonische oscillaties. Een slingerklok is een van de beste eenvoudige harmonische systemen die er zijn. Het kan worden aangetoond dat de periode van de oscillatie niet afhangt van de massa van de slinger. Als externe factoren zoals luchtweerstand de beweging beïnvloeden, zal deze uiteindelijk dempen en stoppen. Een levensechte situatie is altijd een gedempte trilling. Een perfect veermassasysteem is ook een goed voorbeeld voor de eenvoudige harmonische oscillatie. De kracht die wordt gecreëerd door de elasticiteit van de veer, fungeert in dit scenario als de herstelkracht. De eenvoudige harmonische beweging kan ook worden opgevat als de projectie van een cirkelvormige beweging met een constante hoeksnelheid. Op het evenwichtspunt wordt de kinetische energie van het systeem een maximum, en op het keerpunt wordt de potentiële energie een maximum en wordt de kinetische energie nul.
Wat is het verschil tussen eenvoudige harmonische beweging en oscillatie?
• Eenvoudige harmonische beweging is een speciaal geval van oscillaties.
• Een eenvoudige harmonische beweging is alleen in theorie mogelijk, maar oscillaties zijn in elke situatie mogelijk.
• De totale energie van de eenvoudige harmonische beweging is constant, terwijl de totale energie van een oscillatie in het algemeen niet constant hoeft te zijn.
