Chuyển động hài đơn giản so với Chuyển động tuần hoàn
Chuyển động tuần hoàn và chuyển động điều hòa đơn giản là hai dạng chuyển động rất quan trọng trong nghiên cứu vật lý. Một chuyển động điều hòa đơn giản là một mô hình tốt để hiểu các chuyển động tuần hoàn phức tạp. Bài viết này sẽ giải thích chuyển động tuần hoàn và chuyển động điều hòa đơn giản là gì, ứng dụng, điểm giống nhau và cuối cùng là điểm khác biệt của chúng.
Chuyển động tuần hoàn
Chuyển động tuần hoàn có thể được coi là bất kỳ chuyển động nào lặp lại chính nó trong một khoảng thời gian cố định. Một hành tinh quay quanh mặt trời là một chuyển động tuần hoàn. Vệ tinh quay quanh trái đất là một chuyển động tuần hoàn, ngay cả chuyển động của một quả cầu cân bằng cũng là một chuyển động tuần hoàn. Hầu hết các chuyển động tuần hoàn mà chúng ta gặp đều có dạng tròn hoặc bán nguyệt. Một chuyển động tuần hoàn có tần số. Tần suất có nghĩa là mức độ "thường xuyên" của sự kiện xảy ra. Để đơn giản, chúng tôi lấy tần suất là số lần xuất hiện trên giây. Chuyển động định kỳ có thể là đồng nhất hoặc không đồng đều. Một chuyển động tuần hoàn đều có thể có vận tốc góc đều. Các chức năng như điều biến biên độ có thể có chu kỳ kép. Chúng là các hàm tuần hoàn được gói gọn trong các hàm tuần hoàn khác. Nghịch đảo của tần số của chuyển động tuần hoàn cho thời gian trong một chu kỳ. Chuyển động điều hòa đơn giản và chuyển động điều hòa tắt dần cũng là chuyển động tuần hoàn.
Chuyển động hài đơn giản
Chuyển động điều hòa đơn giản được định nghĩa là chuyển động có dạng a=- (ω2) x, trong đó “a” là gia tốc và “x” là độ dời khỏi điểm cân bằng. Số hạng ω là một hằng số. Một chuyển động điều hòa đơn giản cần có lực khôi phục. Lực phục hồi có thể là lò xo, lực hấp dẫn, lực từ hoặc lực điện. Một dao động điều hòa đơn giản sẽ không tỏa ra một năng lượng nào. Cơ năng toàn phần của hệ được bảo toàn. Nếu không áp dụng biện pháp bảo toàn, hệ thống sẽ là một hệ thống điều hòa giảm chấn. Có nhiều ứng dụng quan trọng của dao động điều hòa đơn giản. Đồng hồ quả lắc là một trong những hệ thống điều hòa đơn giản tốt nhất hiện có. Có thể chứng tỏ rằng chu kì của dao động không phụ thuộc vào khối lượng của con lắc. Nếu các yếu tố bên ngoài như lực cản của không khí ảnh hưởng đến chuyển động, cuối cùng nó sẽ bị giảm độ ẩm và sẽ dừng lại. Một tình huống thực tế luôn là một dao động tắt dần. Hệ thống khối lượng lò xo cũng là một ví dụ điển hình cho dao động điều hòa đơn giản. Lực tạo ra bởi sự đàn hồi của lò xo đóng vai trò là lực phục hồi trong trường hợp này. Chuyển động điều hòa đơn giản cũng có thể được coi là hình chiếu của chuyển động tròn đều với vận tốc góc không đổi. Tại điểm cân bằng, động năng của hệ trở thành cực đại, đến bước ngoặt thì thế năng trở thành cực đại và động năng bằng không.
Sự khác biệt giữa Chuyển động tuần hoàn và Chuyển động hài đơn giản là gì?
• Chuyển động điều hòa đơn giản là một trường hợp đặc biệt của chuyển động tuần hoàn.
• Chuyển động điều hòa đơn giản cần lực phục hồi, nhưng có thể có chuyển động tuần hoàn mà không cần lực phục hồi.
• Một chuyển động điều hòa đơn giản bảo toàn tổng năng lượng cơ học của nó, nhưng một hệ tuần hoàn không nhất thiết phải làm như vậy.
