Différence entre oscillation, vibration et simple mouvement harmonique

Différence principale - oscillation, vibration et mouvement harmonique simple

Oscillation, vibration et mouvement harmonique simple sont des termes utilisés pour décrire les mouvements répétés. le différence principale entre oscillation, vibration et simple mouvement harmonique est que oscillation fait référence à toute variation répétée d'une valeur centrale, tandis que le terme la vibration se réfère spécifiquement aux oscillations mécaniques. Le mouvement harmonique simple fait référence aux cas où un objet oscille autour d'une position d'équilibre sous une force de rappel qui est directement proportionnelle au déplacement de l'objet.

Qu'est-ce qu'une oscillation?

Une oscillation est une variation périodique autour d'une valeur centrale. Par exemple, si un enfant se balance sur une balançoire et que son amie la pousse chaque fois que la balançoire vient vers elle, le mouvement de l'enfant peut être considéré comme une "oscillation". Cependant, le terme oscillation n'est pas un terme utilisé exclusivement pour décrire les oscillations mécaniques. Par exemple, oscillations de neutrinos se référer au fait que les neutrinos changent régulièrement de saveur: ils passent de neutrinos électroniques à neutrinos muoniques, puis à neutrinos tau et inversement.

Qu'est-ce qu'une vibration?

Une vibration est aussi un type d'oscillation, mais le terme est utilisé pour étiqueter mécanique oscillations. Il existe deux types de vibrations mécaniques: naturelle et forcée. Si vous déplacez légèrement un objet qui est libre de sortir de sa position d'équilibre, il commencera à osciller autour du point d'équilibre. Ici, l'objet oscillera à une fréquence appelée fréquence naturelle de l'objet. Ceci est un exemple de vibration naturelle. UNE forcé une vibration se produit lorsqu'une entité externe force l'objet à se déplacer à une certaine fréquence. Dans notre exemple d'enfant sur une balançoire, si son amie tire la balançoire en arrière et la laisse se déplacer d'avant en arrière, c'est un exemple de vibration naturelle. Cependant, si l’ami pousse la balançoire à chaque fois, c’est un exemple de vibration forcée..

Qu'est-ce qu'un mouvement harmonique simple?

Le mouvement harmonique simple est un type d'oscillation d'un objet où il existe une force de rappel, directement proportionnelle au déplacement, qui tente de ramener l'objet à la position d'équilibre. Par conséquent, la direction de la force de rappel est toujours opposée à la direction du déplacement à un moment donné.

Il est possible de décrire mathématiquement un mouvement harmonique simple à l'aide de fonctions trigonométriques. Le déplacement d'un objet dans un mouvement harmonique simple peut être représenté mathématiquement à l'aide d'une fonction sinus ou cosinus. Par exemple, supposons que le déplacement soit:

 

La vitesse de l'objet est alors donnée par:

Ensuite, l'accélération devient:

Maintenant, nous pouvons tracer ces graphiques pour voir comment le déplacement, la vitesse et l'accélération varient avec le temps:

Comment le déplacement, la vitesse et l'accélération varient avec le temps dans un mouvement harmonique simple.

Les graphiques révèlent que l'objet est le plus rapide lorsqu'il traverse la position d'équilibre. De nos équations précédentes, nous pouvons voir que cette vitesse maximale est , (où  est l'amplitude du déplacement). L’accélération est maximale lorsque l’objet est à sa position extrême et cette accélération maximale est donnée par .

Différence entre oscillation, vibration et simple mouvement harmonique

Oscillation est un changement répétitif d'une quantité sur une valeur centrale.

Vibration est une oscillation mécanique.

Mouvement harmonique simple est un type de mouvement dans lequel une force de rappel agit toujours sur l'objet oscillant, ce qui tente de le ramener au centre. La taille de la force de rappel est toujours directement proportionnelle au déplacement.