Perbedaan antara gerakan harmonik sederhana dan gerakan periodik

Gerakan harmonik sederhana vs gerakan periodik

Gerakan berkala dan gerakan harmonik sederhana adalah dua jenis gerakan yang sangat penting dalam studi fisika. Gerakan harmonik sederhana adalah model yang baik untuk memahami gerakan berkala yang kompleks. Artikel ini akan menjelaskan apa gerakan periodik dan gerakan harmonik sederhana, aplikasi mereka, kesamaan dan akhirnya perbedaannya.

Gerakan Berkala

Gerakan periodik dapat dianggap sebagai gerakan apa pun yang berulang dalam periode waktu yang tetap. Sebuah planet yang berputar di sekitar matahari adalah gerakan berkala. Satelit yang mengorbit di sekitar Bumi adalah gerakan periodik bahkan gerakan bola keseimbangan adalah gerakan periodik. Sebagian besar gerakan periodik yang kami temui adalah bundar atau setengah lingkaran. Gerakan periodik memiliki frekuensi. Frekuensi berarti bagaimana "sering" peristiwa itu terjadi. Untuk kesederhanaan, kami mengambil frekuensi sebagai kejadian per detik. Gerakan berkala bisa seragam atau tidak seragam. Gerakan periodik yang seragam dapat memiliki kecepatan sudut yang seragam. Fungsi seperti modulasi amplitudo dapat memiliki periode ganda. Mereka adalah fungsi periodik yang dikemas dalam fungsi periodik lainnya. Kebalikan dari frekuensi gerakan periodik memberikan waktu untuk suatu periode. Gerakan harmonik sederhana dan gerakan harmonik yang teredam juga merupakan gerakan berkala.

Gerakan harmonik sederhana

Gerakan harmonik sederhana didefinisikan sebagai gerakan mengambil bentuk a = - (Ω²) x, di mana "a" adalah percepatan dan "x" adalah perpindahan dari titik kesetimbangan. Istilah ω adalah konstan. Gerakan harmonik sederhana membutuhkan kekuatan pemulihan. Gaya pemulihan dapat berupa pegas, gaya gravitasi, gaya magnet atau gaya listrik. Osilasi harmonik sederhana tidak akan memancarkan energi apa pun. Total energi mekanik sistem dilestarikan. Jika konservasi tidak berlaku, sistem akan menjadi sistem harmonik yang teredam. Ada banyak aplikasi penting dari osilasi harmonik sederhana. Jam pendulum adalah salah satu sistem harmonik sederhana terbaik yang tersedia. Dapat ditunjukkan bahwa periode osilasi tidak tergantung pada massa pendulum. Jika faktor eksternal seperti resistensi udara mempengaruhi gerakan, pada akhirnya akan dibasahi dan akan berhenti. Situasi kehidupan nyata selalu merupakan osilasi teredam. Sistem massa pegas juga merupakan contoh yang baik untuk osilasi harmonik sederhana. Kekuatan yang diciptakan oleh elastisitas musim semi bertindak sebagai kekuatan pemulihan dalam skenario ini. Gerakan harmonik sederhana juga dapat diambil sebagai proyeksi gerakan melingkar dengan kecepatan sudut konstan. Pada titik kesetimbangan, energi kinetik sistem menjadi maksimal, dan pada titik balik, energi potensial menjadi maksimum dan energi kinetik menjadi nol.