Oscillatorisk rörelse
Denna artikel är skriven för att ge ett kort och bra begrepp om Oscillatorisk rörelse, Enkel harmonisk rörelse (SHM) och några exempel. I vår vardag stöter vi på olika saker där vi ser dessa fenomen äga rum så låt oss gå igenom dessa ämnen.
Oscillatorisk rörelse kan betecknas som den upprepade rörelsen där ett objekt upprepar samma rörelse om och om igen. I avsaknad av friktion skulle den oscillerande rörelsen fortsätta i all evighet, men i den verkliga världen stabiliserar sig systemet så småningom i jämvikt. Oscillerande rörelser finns i hela den fysiska världen i olika fall, från urankärnans svängning innan den splittras till koldioxidmolekylerna som svänger i universum, absorberar och bidrar till den globala uppvärmningen. Byggnader och broar genomgår oscillerande rörelser, ibland med katastrofala resultat. Till och med stjärnor oscillerar. Vågor – från ljud till havsvågor till seismiska vågor i den fasta jorden – innebär i slutändan en oscillerande rörelse.
Här i figur 1.1 kan vi se två storheter som beskriver den oscillerande rörelsen; Amplitud är den maximala förskjutningen från jämvikten och period är den tid det tar för rörelsen att upprepa sig själv. Det andra sättet att uttrycka tidsaspekterna är frekvensen, eller antalet svängningscykler per tidsenhet. Frekvens f och period T är kompletterande sätt att förmedla samma information, och matematiskt är de omvända:
f=(1/T)
fig 1.1
Frekvens mäts i hertz (Hz), och en hertz är lika med en svängningscykel per sekund.
Simple Harmonic Motion (SHM)
När vi pratar om våg har vi Simple harmonic motion. Enkel harmonisk rörelse är en typ av oscillerande rörelse. En enkel harmonisk rörelse har tre saker, det gör den i princip: Rörelsen går alltid tillbaka till jämvikt, följer samma väg och oscillerar runt jämvikten. SHM uppstår när den kraft eller det vridmoment som tenderar att återställa jämvikten är direkt proportionell mot förskjutningen från jämvikten är direkt proportionell mot förskjutningen från jämvikten. I figur 1.2 har en massa m på en fjäder med fjäderkonstanten k en vinkelfrekvens:
ω=√(k/m),
där k= fjäderkonstanten
m=massan hos ett föremål
fig 1.2 En massa som är fäst vid en fjäder genomgår SHM
Vi kan konstatera att oscillerande rörelser och SHM används inom olika områden, från en enkel pendel till ett seismoskop, bungee-snören till gummiband, för dämpning och många andra områden. Oscillerande rörelser och SHM är båda inbördes relaterade och är viktiga ämnen inom vågor och svängningar.