Basit Harmonik Hareket ve Periyodik Hareket
Periyodik hareketler ve basit harmonik hareketler, fizik çalışmasında çok önemli iki hareket türüdür. Basit bir harmonik hareket, karmaşık periyodik hareketleri anlamak için iyi bir modeldir. Bu makale periyodik hareket ve basit harmonik hareketin ne olduğunu, uygulamalarını, benzerliklerini ve son olarak farklılıklarını açıklayacaktır.
Periyodik Hareket
Periyodik hareket, sabit bir zaman diliminde kendini tekrar eden herhangi bir hareket olarak düşünülebilir. Güneş etrafında dönen bir gezegen periyodik bir harekettir. Dünyanın etrafında dönen bir uydu, bir denge topunun hareketi periyodik bir hareket olsa bile periyodik bir harekettir. Karşılaştığımız periyodik hareketlerin çoğu dairesel veya yarı daireseldir. Periyodik hareketin bir frekansı vardır. Sıklık, olayın ne kadar "sık" meydana geldiği anlamına gelir. Basit olması için, frekansı saniyedeki oluşumlar olarak alıyoruz. Periyodik hareketler ya tek biçimli olabilir ya da tek biçimli olmayabilir. Düzgün bir periyodik hareket, düzgün bir açısal hıza sahip olabilir. Genlik modülasyonu gibi fonksiyonlar çift periyoda sahip olabilir. Diğer periyodik fonksiyonlarda kapsüllenmiş periyodik fonksiyonlardır. Periyodik hareketin frekansının tersi, bir periyodun süresini verir. Basit harmonik hareketler ve sönümlü harmonik hareketler de periyodik hareketlerdir.
Basit Harmonik Hareket
Basit harmonik hareket, a=– (ω2) x şeklini alan bir hareket olarak tanımlanır, burada “a” ivme ve “x” ise denge noktasından yer değiştirme. ω terimi bir sabittir. Basit bir harmonik hareket, bir geri yükleme kuvveti gerektirir. Geri getirme kuvveti bir yay, yerçekimi kuvveti, manyetik kuvvet veya bir elektrik kuvveti olabilir. Basit bir harmonik salınım herhangi bir enerji yaymayacaktır. Sistemin toplam mekanik enerjisi korunur. Koruma uygulanmazsa sistem sönümlü harmonik sistem olacaktır. Basit harmonik salınımların birçok önemli uygulaması vardır. Sarkaçlı saat, mevcut en basit harmonik sistemlerden biridir. Salınım periyodunun sarkacın kütlesine bağlı olmadığı gösterilebilir. Hava direnci gibi dış etkenler hareketi etkiliyorsa, sonunda sönecek ve duracaktır. Gerçek hayattaki bir durum her zaman sönümlü bir salınımdır. Yay kütle sistemi de basit harmonik salınım için iyi bir örnektir. Yayın esnekliği tarafından oluşturulan kuvvet, bu senaryoda geri yükleme kuvveti olarak hareket eder. Basit harmonik hareket, sabit açısal hıza sahip dairesel bir hareketin izdüşümü olarak da alınabilir. Denge noktasında sistemin kinetik enerjisi maksimum, dönüş noktasında ise potansiyel enerji maksimum ve kinetik enerji sıfır olur.
Periyodik Hareket ile Basit Harmonik Hareket arasındaki fark nedir?
• Basit harmonik hareket, periyodik hareketin özel bir halidir.
• Basit harmonik hareket, bir geri yükleme kuvveti gerektirir, ancak geri yükleme kuvvetleri olmadan periyodik hareketler olabilir.
• Basit bir harmonik hareket toplam mekanik enerjisini korur, ancak periyodik bir sistemin bunu yapması gerekmez.
