Diferencia entre la oscilación, la vibración y el movimiento armónico simple

Diferencia principal - Oscilación, vibración y movimiento armónico simple

Oscilación, vibración y movimiento armónico simple son términos que se usan para describir movimientos repetidos. los diferencia principal Entre oscilación, vibración y movimiento armónico simple es que La oscilación se refiere a cualquier variación repetida sobre un valor central, mientras que el termino La vibración se refiere específicamente a las oscilaciones mecánicas.. El movimiento armónico simple se refiere a los casos en que un objeto oscila alrededor de una posición de equilibrio bajo una fuerza de restauración El cual es directamente proporcional al desplazamiento del objeto..

¿Qué es una oscilación?

Una oscilación es una variación periódica sobre un valor central. Por ejemplo, si una niña se balancea en un columpio y su amiga la empuja cada vez que se acerca, entonces se puede pensar en el movimiento de la niña como una "oscilación". Sin embargo, el término oscilación No es un término usado exclusivamente para describir oscilaciones mecánicas. Por ejemplo, oscilaciones de neutrinos refiérase al hecho de que los neutrinos cambian regularmente su sabor: cambian de neutrinos electrónicos a neutrinos muones, y luego a neutrinos tau y viceversa.

¿Qué es una vibración?

Una vibración es también un tipo de oscilación, pero el término se usa para etiquetar mecánico oscilaciones Existen dos tipos de vibraciones mecánicas: naturales y forzadas. Si desplazas ligeramente un objeto que está libre para moverse desde su posición de equilibrio, el objeto comenzará a oscilar alrededor del punto de equilibrio. Aquí, el objeto oscilará a una frecuencia conocida como la frecuencia natural del objeto. Este es un ejemplo de vibración natural. UNA forzado la vibración ocurre cuando una entidad externa obliga al objeto a moverse a una cierta frecuencia. En nuestro ejemplo de una niña en un columpio, si su amiga retrocedió y dejó que el columpio se moviera de un lado a otro, eso es un ejemplo de vibración natural. Sin embargo, si el amigo empujó el columpio cada vez que se bajó, este es un ejemplo de una vibración forzada..

¿Qué es un movimiento armónico simple?

El movimiento armónico simple es un tipo de oscilación de un objeto donde hay una fuerza restauradora, directamente proporcional al desplazamiento, que intenta devolver el objeto a la posición de equilibrio. En consecuencia, la dirección de la fuerza de restauración es siempre opuesta a la dirección de desplazamiento en un momento dado.

Es posible describir el movimiento armónico simple matemáticamente usando funciones trigonométricas. El desplazamiento de un objeto en un movimiento armónico simple puede representarse matemáticamente utilizando una función seno o coseno. Por ejemplo, tomemos el desplazamiento como:

 

La velocidad del objeto viene dada por:

Entonces, la aceleración se convierte en:

Ahora, podemos trazar estos gráficos para ver cómo el desplazamiento, la velocidad y la aceleración varían con el tiempo:

Cómo el desplazamiento, la velocidad y la aceleración varían con el tiempo en un movimiento armónico simple.

Los gráficos revelan que el objeto es más rápido cuando pasa a través de la posición de equilibrio. De nuestras ecuaciones anteriores, podemos ver que esta velocidad máxima es , (dónde  es la amplitud de desplazamiento). La aceleración es máxima cuando el objeto está en su posición extrema, y ​​esta aceleración máxima está dada por .

Diferencia entre la oscilación, la vibración y el movimiento armónico simple

Oscilación Es un cambio repetitivo en una cantidad sobre un valor central..

Vibración es una oscilación mecánica.

Movimiento armónico simple es un tipo de movimiento en el que una fuerza restauradora siempre actúa sobre el objeto oscilante, que intenta llevar el objeto al centro. El tamaño de la fuerza de restauración es siempre directamente proporcional al desplazamiento..