Gerakan Harmonik Mudah lwn Gerakan Berkala
Gerakan berkala dan gerakan harmonik ringkas ialah dua jenis gerakan yang sangat penting dalam kajian fizik. Pergerakan harmonik mudah ialah model yang baik untuk memahami gerakan berkala yang kompleks. Artikel ini akan menerangkan apa itu gerakan berkala dan gerakan harmonik ringkas, aplikasinya, persamaan dan akhirnya perbezaannya.
Gerakan Berkala
Pergerakan berkala boleh dianggap sebagai sebarang gerakan yang berulang dalam tempoh masa tetap. Planet yang beredar mengelilingi matahari ialah pergerakan berkala. Satelit yang mengorbit mengelilingi bumi adalah gerakan berkala malah gerakan set bola imbangan adalah gerakan berkala. Kebanyakan gerakan berkala yang kita hadapi adalah bulat atau separuh bulatan. Pergerakan berkala mempunyai frekuensi. Kekerapan bermaksud berapa "kerap" peristiwa itu berlaku. Untuk kesederhanaan, kami mengambil kekerapan sebagai kejadian sesaat. Pergerakan berkala boleh sama ada seragam atau tidak seragam. Pergerakan berkala seragam boleh mempunyai halaju sudut seragam. Fungsi seperti modulasi amplitud boleh mempunyai tempoh dua kali ganda. Ia adalah fungsi berkala yang terkandung dalam fungsi berkala lain. Songsangan bagi kekerapan gerakan berkala memberikan masa untuk tempoh. Pergerakan harmonik mudah dan gerakan harmonik terlembap juga merupakan gerakan berkala.
Gerakan Harmonik Mudah
Gerakan harmonik ringkas ditakrifkan sebagai gerakan dalam bentuk a=– (ω2) x, dengan “a” ialah pecutan dan “x” ialah anjakan daripada titik keseimbangan. Istilah ω ialah pemalar. Pergerakan harmonik mudah memerlukan daya pemulihan. Daya pemulihan boleh menjadi spring, daya graviti, daya magnet atau daya elektrik. Ayunan harmonik ringkas tidak akan mengeluarkan sebarang tenaga. Jumlah tenaga mekanikal sistem dipelihara. Jika pemuliharaan tidak terpakai, sistem itu akan menjadi sistem harmonik yang dilembapkan. Terdapat banyak aplikasi penting ayunan harmonik mudah. Jam bandul ialah salah satu sistem harmonik ringkas terbaik yang ada. Ia boleh ditunjukkan bahawa tempoh ayunan tidak bergantung kepada jisim bandul. Jika faktor luaran seperti rintangan udara mempengaruhi gerakan, ia akhirnya akan lembap dan akan berhenti. Situasi kehidupan sebenar sentiasa ayunan yang lembap. Sistem jisim spring juga merupakan contoh yang baik untuk ayunan harmonik mudah. Daya yang dicipta oleh keanjalan spring bertindak sebagai daya pemulihan dalam senario ini. Pergerakan harmonik ringkas juga boleh diambil sebagai unjuran gerakan bulat dengan halaju sudut malar. Pada titik keseimbangan, tenaga kinetik sistem menjadi maksimum, dan pada titik pusingan, tenaga keupayaan menjadi maksimum dan tenaga kinetik menjadi sifar.
Apakah perbezaan antara Gerakan Berkala dan Gerakan Harmonik Mudah?
• Gerakan harmonik mudah ialah kes khas gerakan berkala.
• Gerakan harmonik mudah memerlukan daya pemulihan, tetapi mungkin terdapat gerakan berkala, tanpa memulihkan daya.
• Pergerakan harmonik ringkas menjimatkan jumlah tenaga mekanikalnya, tetapi sistem berkala tidak semestinya perlu berbuat demikian.
