Hvordan vedrører bevægelsen af ​​masse, der vibrerer på en fjeder, til bølgebevægelse?

Bevægelsen af ​​en masse vibrerer på en fjeder er en simpel harmonisk bevægelse , som er en grundlæggende type periodisk bevægelse. Denne bevægelse deler mange ligheder med bølgebevægelse , selvom det ikke er en bølge i sig selv. Sådan forholder de sig:

Ligheder:

* Periodicitet: Både enkel harmonisk bevægelse og bølgebevægelse er periodisk, hvilket betyder, at de gentager sig over tid. I enkel harmonisk bevægelse svinger massen frem og tilbage med en bestemt periode, mens forstyrrelsen i en bølge gentager sig selv med regelmæssige intervaller.

* frekvens: Både enkel harmonisk bevægelse og bølgebevægelse kan være kendetegnet ved deres frekvens, hvilket er antallet af svingninger eller cyklusser pr. Enhedstid.

* Amplitude: Amplituden af ​​en simpel harmonisk bevægelse er den maksimale forskydning af massen fra dens ligevægtsposition. Tilsvarende er amplituden af ​​en bølge den maksimale forskydning af mediet fra dens hvileposition.

* Energioverførsel: Både enkel harmonisk bevægelse og bølgebevægelse involverer overførsel af energi. I enkel harmonisk bevægelse overføres energien mellem potentiel energi (opbevares i foråret) og kinetisk energi (af den bevægelige masse). I bølgebevægelse overføres energi gennem mediet, når bølgen forplantes.

Forskelle:

* medium: Enkel harmonisk bevægelse kræver ikke et medium for at forplantes. Massen vibrerer på egen hånd, uafhængig af ethvert omgivende medium. I modsætning hertil kræver bølgebevægelse et medium for at rejse, hvad enten det er en solid, væske eller gas.

* Formering: Enkel harmonisk bevægelse er en lokaliseret bevægelse, der er begrænset til den svingende masse og foråret. Bølgebevægelse involverer imidlertid udbredelsen af ​​en forstyrrelse gennem et medium, der overfører energi over afstande.

* bølgeform: Enkel harmonisk bevægelse producerer en sinusformet bølgeform, når den er grafisk som forskydning vs. tid. Bølgebevægelse kan have forskellige bølgeformer, afhængigt af den type bølge og det medium, den bevæger sig igennem.

Tilslutning af prikkerne:

Mens en vibrerende masse på en fjeder ikke er en bølge i sig selv, kan den ses som kilden til en bølge. Hvis fjederen er forbundet til et længere, mere udvidet medium, vil vibrationen af ​​massen få en bølge til at forplantes langs dette medium. For eksempel vil en plukket guitarstreng vibrere med enkel harmonisk bevægelse og generere lydbølger i luften.

Konklusion:

Bevægelsen af ​​en masse vibrerer på en fjeder er en simpel harmonisk bevægelse, der deler flere ligheder med bølgebevægelse, især med hensyn til periodicitet, frekvens og amplitude. Imidlertid adskiller det sig i sit behov for et medium og dets formeringsadfærd. At forstå enkel harmonisk bevægelse giver et fundament for at forstå fysikken i bølgebevægelse.