Περιοδική κίνηση
Τα περισσότερα πράγματα που συμβαίνουν στην καθημερινότητά μας ακολουθούν έναν ιδιόμορφο ρυθμό και μοτίβο. Ξεκινώντας από τον τρόπο που περπατάμε μέχρι το άλεσμα ενός μίξερ, που ρέει νερό, όλα ακολουθούν ένα μοναδικό μοτίβο. Ακόμη και η περιστροφή της γης γύρω από τον ήλιο είναι ένα παράδειγμα αυτής της ρυθμικότητας.
Δεν έχετε παρατηρήσει μια κουνιστή καρέκλα ή μια μπάλα που αναπηδά; Δεν πιστεύετε ότι και αυτά τα γεγονότα ακολουθούν ένα μοτίβο ή έναν ρυθμό; Ναί! Το κάνουν. Αυτές οι κινήσεις ονομάζονται περιοδικές κινήσεις. Η περιοδική κίνηση είναι μια κίνηση που εμφανίζεται επανειλημμένα σε τακτά χρονικά διαστήματα.
Περιοδική κίνηση
Μια κίνηση που επαναλαμβάνεται μετά από ένα σταθερό διάστημα είναι γνωστή ως περιοδική κίνηση. Η χρονική περίοδος είναι το χρονικό διάστημα μετά το οποίο η κίνηση επαναλαμβάνεται. Μια μπάλα που αναπηδά, μια κουνιστή πολυθρόνα, μια κινούμενη αιώρηση, ένα κύμα νερού και μια περιστροφή της γης γύρω από τον ήλιο στην τροχιά της είναι όλα παραδείγματα περιοδικής κίνησης. Εδώ είναι μερικά άλλα παραδείγματα περιοδικής κίνησης που θα κάνουν την ιδέα ξεκάθαρη στο μυαλό σας.
Μερικά παραδείγματα περιοδικής κίνησης
Η κίνηση ενός εκκρεμούς και μια διχάλα συντονισμού είναι μερικά παραδείγματα περιοδικής κίνησης. Πρέπει να έχετε παρατηρήσει την κίνηση ενός εκκρεμούς. Διέρχεται από τη μέση ή την κεντρική θέση μετά από ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Μπορεί επίσης να ταξινομηθεί ως ταλαντωτική κίνηση όπου ένα αντικείμενο κινείται πέρα δώθε ενώ βρίσκεται σε σταθερή θέση.
Επομένως, μπορούμε να πούμε ότι μια ταλαντωτική κίνηση είναι ένας τύπος περιοδικής κίνησης. Τώρα που έχετε μια καλή ιδέα για το τι είναι η περιοδική κίνηση, ας δούμε τον τύπο της περιοδικής κίνησης.
Συχνότητα της περιοδικής κίνησης
Όλοι γνωρίζουμε μέχρι τώρα ότι μια περιοδική κίνηση επαναλαμβάνεται μετά από ένα σταθερό χρονικό διάστημα. Εάν η κίνηση επαναλαμβάνεται για μεγάλο χρονικό διάστημα, έχει μια συχνότητα. Έτσι, η συχνότητα είναι ο αριθμός των φορών που η κίνηση επαναλαμβάνεται σε μονάδα χρόνου. Ο αριθμός των φορών που επαναλαμβάνεται μια πλήρης κίνηση σε μια δεδομένη περίοδο είναι η συχνότητά της.
Το γράμμα f απεικονίζει τη συχνότητα της περιοδικής κίνησης. «Hertz» ή Hz είναι η μονάδα που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της συχνότητας μιας περιοδικής κίνησης.
Συχνότητα (f) =1/T. Αυτός ο τύπος εξηγείται λεπτομερώς στο επόμενο μέρος.
Ο τύπος μιας περιοδικής κίνησης
Η χρονική περίοδος, T, είναι ο χρόνος που απαιτείται από την κίνηση για να επαναληφθεί. Η τυπική μονάδα μέτρησης της χρονικής περιόδου είναι δευτερόλεπτα.
Η συχνότητα (f) είναι ο αριθμός των φορών που μια κίνηση επαναλαμβάνεται σε μονάδα χρόνου. Το Hertz (Hz) χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της συχνότητας.
Υπάρχει αντίστροφη σχέση μεταξύ χρονικής περιόδου και συχνότητας. Μαθηματικά, μπορεί να απεικονιστεί ως εξής:
f =1/T………..(1)
Περιοδική συνάρτηση
Περιοδική συνάρτηση είναι αυτή όπου η τιμή της συνάρτησης επαναλαμβάνεται σε σταθερές περιόδους ή διαστήματα.
f(a+m) =f(a)…………..(2)
Η εξίσωση (2) δείχνει ότι η συνάρτηση f (a) έχει την ίδια τιμή μετά το χρονικό διάστημα «m». Έτσι, η συνάρτηση είναι μια περιοδική συνάρτηση. Η εξίσωση (2) είναι ο τύπος της περιοδικής συνάρτησης.
Ταλαντική κίνηση
Όταν ένας ταλαντωτής διαταραχθεί από την εφαρμογή δύναμης, τότε μετακινείται από την αρχική του θέση ισορροπίας. Και μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, επιστρέφει στη θέση ισορροπίας του λόγω της δύναμης επαναφοράς.
Ο νόμος του Hooke δηλώνει ότι η δύναμη επαναφοράς είναι ανάλογη με τη μετατόπιση και εξαρτάται επίσης από την ελαστικότητα του συστήματος.
Όταν η δύναμη επαναφοράς αρχίζει να φέρνει τον ταλαντωτή στη θέση ισορροπίας του, η ταχύτητα αρχίζει να αλλάζει. Αυτή η μεταβαλλόμενη ταχύτητα αντιτίθεται από την αδράνεια. Επιπλέον, όταν ο ταλαντωτής φτάσει στη θέση ισορροπίας, κινείται πέρα από τη μέση θέση του λόγω της αδράνειας του. Αυτή η κίνηση συνεχίζεται μέχρι να αναπτυχθεί η δύναμη παραμόρφωσης, η οποία φέρνει τον ταλαντωτή σε ηρεμία.
Απλή αρμονική κίνηση ή SHM
Η απλή αρμονική κίνηση ή απλά η SHM είναι μια περιοδική κίνηση που έχει σχέση μεταξύ της μετατόπισης από το κέντρο και της δύναμης επαναφοράς. Η απλή αρμονική κίνηση είναι μια ειδική περίπτωση ταλάντωσης. Στο γραμμικό SHM, η κίνηση συμβαίνει μεταξύ δύο σημείων και κατά μήκος μιας ευθείας γραμμής. Η θέση του μέσου όρου στο SHM είναι μια σταθερή ισορροπία.
Ας υποθέσουμε ότι σε απλή αρμονική μέση,
x =θέση μετατόπισης και,
a =επιτάχυνση
Τότε θα πάρουμε,
F =– kx
Σημειώστε ότι το k εδώ είναι σταθερός όρος. Το αρνητικό πρόσημο στην εξίσωση υποδηλώνει ότι η επιτάχυνση είναι αντίθετη από την κίνηση.
Η περιοδική κίνηση είναι μια ευνόητη έννοια. Η συχνότητα της περιοδικής κίνησης συμβολίζεται με το γράμμα f και είναι ίση με 1/T, όπου T είναι η χρονική περίοδος. Η μονάδα συχνότητας S.I είναι hertz ή Hz.
Συμπέρασμα :
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, τα περισσότερα από τα πράγματα στη γη ακολουθούν ένα μοτίβο εάν παρατηρήσετε προσεκτικά. Ακόμη και η ίδια η περιστροφή της γης είναι μια περιοδική κίνηση. Απλά φανταστείτε αν η γη σταματήσει να περιστρέφεται γύρω από τον ήλιο; Όπως όλοι γνωρίζετε, η περιοδική περιστροφή της γης προκαλεί μέρα και νύχτα, και σηματοδοτεί την ίδια την ύπαρξη ζωής στη γη. Φανταστείτε μια μέρα που αυτό δεν θα συμβεί; Όλοι είμαστε καταδικασμένοι. Τέτοια είναι η σημασία της περιοδικής κίνησης στη ζωή μας. Άρα η περιοδική κίνηση δεν είναι απλώς μια κίνηση. είναι ένας ρυθμός και στη ζωή μας.
