التذبذب مقابل الحركة التوافقية البسيطة
التذبذبات والحركة التوافقية البسيطة هما حركتان دوريتان تمت مناقشتهما في الفيزياء. تستخدم مفاهيم التذبذبات والحركة التوافقية البسيطة على نطاق واسع في مجالات مثل الميكانيكا والديناميات والحركات المدارية والهندسة الميكانيكية والأمواج والاهتزازات ومختلف المجالات الأخرى. من الأهمية بمكان أن يكون لديك فهم مناسب لهذه المفاهيم من أجل التفوق في مثل هذه المجالات. سنناقش في هذه المقالة ماهية التذبذبات والحركات التوافقية البسيطة ، وتعريفات التذبذب والحركة التوافقية البسيطة ، وتطبيقاتها ، وبعض الأمثلة على الحركات التوافقية والتذبذبات البسيطة ، وأوجه التشابه بينهما ، وأخيرًا الفرق بين التذبذب والتوافقي البسيط حركة.
تذبذب
التذبذبات هي نوع من الحركة الدورية. عادة ما يتم تعريف التذبذب على أنه تباين متكرر بمرور الوقت. يمكن أن يحدث التذبذب فوق نقطة توازن متوسطة أو بين حالتين. البندول هو مثال جيد للحركة التذبذبية. التذبذبات هي في الغالب جيبية. التيار المتردد هو أيضًا مثال جيد للتذبذب. في البندول البسيط ، يتأرجح البوب فوق نقطة التوازن الوسطى. في تيار متناوب ، تتأرجح الإلكترونات داخل الدائرة المغلقة فوق نقطة التوازن. هناك ثلاثة أنواع من التذبذبات. النوع الأول هو التذبذبات غير المثبطة حيث تظل الطاقة الداخلية للتذبذب ثابتة. النوع الثاني من التذبذبات هو التذبذب المخمد. في حالة التذبذبات المخففة ، تنخفض الطاقة الداخلية للتذبذب بمرور الوقت. النوع الثالث هو التذبذبات القسرية. في التذبذبات القسرية ، يتم تطبيق قوة على البندول في تغيير دوري للبندول.
حركة توافقية بسيطة
يتم تعريف الحركة التوافقية البسيطة على أنها حركة تتخذ شكل a=- (ω2) x حيث "a" هي التسارع و "x" هي الإزاحة من نقطة التوازن. المصطلح ω ثابت. تتطلب الحركة التوافقية البسيطة قوة استعادة. يمكن أن تكون قوة الاستعادة زنبركًا أو قوة جاذبية أو قوة مغناطيسية أو قوة كهربائية. التذبذب التوافقي البسيط لن ينبعث منه أي طاقة. يتم الحفاظ على إجمالي الطاقة الميكانيكية للنظام. إذا لم يتم تطبيق الحفظ ، فسيكون النظام عبارة عن نظام توافقي مخمد. هناك العديد من التطبيقات المهمة للتذبذبات التوافقية البسيطة. ساعة البندول هي واحدة من أفضل الأنظمة التوافقية البسيطة المتاحة. يمكن إثبات أن فترة التذبذب لا تعتمد على كتلة البندول. إذا أثرت العوامل الخارجية مثل مقاومة الهواء على الحركة ، فسوف تضعف في النهاية وتتوقف. إن حالة الحياة الحقيقية هي دائمًا تذبذب ضعيف.نظام كتلة الربيع المثالي هو أيضًا مثال جيد للتذبذب التوافقي البسيط. تعمل القوة الناتجة عن مرونة الزنبرك كقوة الاستعادة في هذا السيناريو. يمكن أيضًا اعتبار الحركة التوافقية البسيطة بمثابة إسقاط لحركة دائرية بسرعة زاوية ثابتة. عند نقطة التوازن ، تصبح الطاقة الحركية للنظام هي الحد الأقصى ، وعند نقطة التحول ، تصبح الطاقة الكامنة بحد أقصى وتصبح الطاقة الحركية صفراً.
ما الفرق بين الحركة التوافقية البسيطة والتذبذب؟
• الحركة التوافقية البسيطة هي حالة خاصة من التذبذبات.
• الحركة التوافقية البسيطة ممكنة فقط من الناحية النظرية ، لكن الاهتزازات ممكنة في أي موقف.
• الطاقة الكلية للحركة التوافقية البسيطة ثابتة بينما الطاقة الكلية للتذبذب ، بشكل عام ، لا يجب أن تكون ثابتة.
