Lihtharmooniline võnkumine: erinevus redaktsioonide vahel

Eemaldatud sisu Lisatud sisu
Resümee puudub
Resümee puudub
3. rida:
'''Lihtharmooniline võnkumine''' ehk '''lihtharmooniline liikumine''' on [[Mehaanika|mehaanikas]] ja [[Füüsika|füüsikas]] süsteemi perioodiline võnkumine või liikumine, kus ainus mõjuv taastav [[jõud]] on võrdeline [[Nihe|nihkega]] tasakaaluasendist. Taastav jõud on jõud, mis mõjub vastassuunaliselt nihke suunaga. Süsteemi, mille liikumist saab kirjeldada lihtharmoonilise võnkumisena nimetatakse '''lihtharmooniliseks ostsillaatoriks''' (''ing. k'' - simple harmonic oscillator).
 
Lihtharmooniline liikumine võib olla [[Matemaatiline mudel|matemaatiliseks mudeliks]] paljude erinevatele liikumiste kirjeldamisel. Lihtharmoonilise liikumise klassikaliseks näiteks peetakse vedru küljes oleva massi liikumist (juhul, kui vedru poolt tekitatava taastava jõu suurus allub [[Hooke'i seadus|Hooke'i seadusele]] ja sumbuvust ei arvestata). Vastav massi võnkumine/liikumine on ajas [[Sinusoid|sinusoidaalne]] ja toimub ühel kindlal [[Sagedus|sagesusel]]. Teine klassikaline näide lihtharmoonilisest võnkumisest on [[Matemaatiline pendel|matemaatilise pendli]] võnkumine, kui sumbuvust ei arvestata. Seejuures on matemaatilise pendli võnkumine lihtharmooniline vaid võnkumistel väikese amplituudilise võnkumise korralamplituudiga.
 
== Definitsioon ==
Lihtharmooniline on liikumine/võnkumine, millemilles taastav jõud on võrdeline nihkega tasakaaluasendist. Matemaatiliselt võib lihtharmoonilise võnkumise definitsiooni seega kirja panna järgnevalt:
 
:<math> {F}\propto{-x}, </math>
 
kus <math>F</math> taastav jõud, <math>x</math> on nihe tasakaaluasendist (miinusmärk on mõeldud rõhutamarõhutamaks tõsiasja, et tegu on taastava jõuga). Jõud on teatavasti defineeritud, kui massi ja kiirenduse korrutis <math>F = ma \Rightarrow F = m\ddot{x}</math>, seega võib definitsiooni ümber kirjutada kujul<blockquote><math>m \ddot{x} \propto -x \Rightarrow \ddot{x} \propto -x</math>,</blockquote>ehk definitsiooni võib kirja panna ka järgnevalt: ''lihtharmooniline on iga liikumine, millemilles nihe (koordinaadija muutus ajas)kiirendus on võrdelinevõrdelised ja võrdvastupidise suunaga kiirenduse (koordinaadi ajamuutuse teise tuletise) suhtes.''
 
== Dünaamika ==
76. rida:
: <math>U(t) = \tfrac12 k x^2(t) = \tfrac12 k A^2 \cos^2(\omega t - \varphi).</math>
 
[[Hõõre|Hõõrde]] või teiste liikumist takistavate jõudude puudumisel on süsteemi kogu mehaaniline energia ajas muutumatu suurus ehk konstantne
 
: <math>E = K + U = \tfrac12 k A^2.</math>