الحركة التوافقية البسيطة مقابل الحركة الدورية
الحركات الدورية والحركات التوافقية البسيطة نوعان مهمان جدًا من الحركات في دراسة الفيزياء. تعتبر الحركة التوافقية البسيطة نموذجًا جيدًا لفهم الحركات الدورية المعقدة. تشرح هذه المقالة ماهية الحركة الدورية والحركة التوافقية البسيطة وتطبيقاتها وأوجه التشابه وأخيرًا الاختلافات بينهما.
الحركة الدورية
يمكن اعتبار الحركة الدورية على أنها أي حركة تكرر نفسها في فترة زمنية محددة. الكوكب الذي يدور حول الشمس هو حركة دورية. القمر الصناعي الذي يدور حول الأرض عبارة عن حركة دورية حتى أن حركة مجموعة كرة التوازن هي حركة دورية.معظم الحركات الدورية التي نواجهها دائرية أو نصف دائرية. الحركة الدورية لها تردد. التردد يعني مدى "تكرار" الحدث. للتبسيط ، نأخذ التكرار على أنه عدد التكرارات في الثانية. يمكن أن تكون الحركات الدورية إما موحدة أو غير منتظمة. يمكن أن يكون للحركة الدورية المنتظمة سرعة زاوية منتظمة. وظائف مثل تعديل السعة يمكن أن يكون لها فترات مزدوجة. إنها وظائف دورية مغلفة في وظائف دورية أخرى. يعطي معكوس تردد الحركة الدورية الوقت لفترة. الحركات التوافقية البسيطة والحركات التوافقية المخففة هي أيضًا حركات دورية.
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 ، فسيتم تخفيفها في النهاية وستتوقف. دائمًا ما يكون وضع الحياة الواقعية تذبذبًا خافتًا. نظام كتلة الزنبرك 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 القصوى ، وعند نقطة التحول ، تصبح الطاقة الكامنة القصوى وتصبح الطاقة الحركية صفراً.
ما الفرق بين الحركة الدورية والحركة التوافقية البسيطة؟
• الحركة التوافقية البسيطة هي حالة خاصة للحركة الدورية.
• تتطلب الحركة التوافقية البسيطة قوة استعادة ، ولكن يمكن أن تكون هناك حركات دورية ، دون استعادة القوى.
• تحافظ الحركة التوافقية البسيطة على طاقتها الميكانيكية الكلية ، لكن النظام الدوري ليس بالضرورة أن يفعل ذلك.
