Պարզ ներդաշնակ շարժում ընդդեմ պարբերական շարժման
Պարբերական շարժումները և պարզ ներդաշնակ շարժումները շարժումների երկու շատ կարևոր տեսակ են ֆիզիկայի ուսումնասիրության մեջ: Պարզ ներդաշնակ շարժումը լավ մոդել է բարդ պարբերական շարժումները հասկանալու համար: Այս հոդվածը կբացատրի, թե ինչ են պարբերական շարժումը և պարզ ներդաշնակ շարժումը, դրանց կիրառությունները, նմանությունները և վերջապես դրանց տարբերությունները:
Պարբերական շարժում
Պարբերական շարժում կարելի է համարել ցանկացած շարժում, որը կրկնվում է որոշակի ժամանակահատվածում: Արեգակի շուրջ պտտվող մոլորակը պարբերական շարժում է: Երկրի շուրջ պտտվող արբանյակը պարբերական շարժում է, նույնիսկ հավասարակշռված գնդակի շարժումը պարբերական շարժում է:Պարբերական շարժումների մեծ մասը, որոնց մենք հանդիպում ենք, շրջանաձև կամ կիսաշրջանաձև են: Պարբերական շարժումն ունի հաճախականություն. Հաճախականությունը նշանակում է, թե որքան «հաճախակի» է տեղի ունենում իրադարձությունը: Պարզության համար մենք հաճախականությունը վերցնում ենք որպես վայրկյանում տեղի ունեցող դեպքեր: Պարբերական շարժումները կարող են լինել միատեսակ կամ ոչ միատեսակ: Միատեսակ պարբերական շարժումը կարող է ունենալ հավասարաչափ անկյունային արագություն: Գործառույթները, ինչպիսիք են ամպլիտուդի մոդուլյացիան, կարող են կրկնակի պարբերություններ ունենալ: Դրանք պարբերական ֆունկցիաներ են՝ պարփակված այլ պարբերական ֆունկցիաների մեջ։ Պարբերական շարժման հաճախականության հակադարձը տալիս է ժամանակաշրջանի ժամանակը: Պարզ ներդաշնակ շարժումները և թուլացած ներդաշնակ շարժումները նույնպես պարբերական շարժումներ են։
Պարզ ներդաշնակ շարժում
Պարզ ներդաշնակ շարժումը սահմանվում է որպես a=– (ω2) x-ի ձևով շարժում, որտեղ «a»-ն արագացումն է, իսկ «x»-ը՝ տեղաշարժը հավասարակշռության կետից. ω տերմինը հաստատուն է: Պարզ ներդաշնակ շարժումը պահանջում է վերականգնող ուժ: Վերականգնող ուժը կարող է լինել զսպանակ, գրավիտացիոն ուժ, մագնիսական ուժ կամ էլեկտրական ուժ:Պարզ ներդաշնակ տատանումը էներգիա չի արձակի: Համակարգի ընդհանուր մեխանիկական էներգիան պահպանվում է: Եթե պահպանումը չկիրառվի, համակարգը կլինի խոնավացած ներդաշնակ համակարգ: Պարզ ներդաշնակ տատանումների շատ կարևոր կիրառություններ կան: Ճոճանակային ժամացույցը հասանելի լավագույն պարզ ներդաշնակ համակարգերից մեկն է: Կարելի է ցույց տալ, որ տատանման ժամանակաշրջանը կախված չէ ճոճանակի զանգվածից։ Եթե արտաքին գործոնները, ինչպիսիք են օդի դիմադրությունը, ազդեն շարժման վրա, այն ի վերջո կխոնավանա և կդադարի: Իրական կյանքում ստեղծված իրավիճակը միշտ թուլացած տատանում է: Պարզ ներդաշնակ տատանման լավ օրինակ է նաև զսպանակային զանգվածային համակարգը։ Զսպանակի առաձգականությամբ ստեղծված ուժը այս սցենարում հանդես է գալիս որպես վերականգնող ուժ: Պարզ ներդաշնակ շարժումը կարող է ընդունվել նաև որպես հաստատուն անկյունային արագությամբ շրջանաձև շարժման պրոյեկցիա։ Հավասարակշռության կետում համակարգի կինետիկ էներգիան դառնում է առավելագույնը, իսկ շրջադարձային պահին պոտենցիալ էներգիան դառնում է առավելագույն, իսկ կինետիկ էներգիան՝ զրո։
Ո՞րն է տարբերությունը պարբերական շարժման և պարզ ներդաշնակ շարժման միջև:
• Պարզ ներդաշնակ շարժումը պարբերական շարժման հատուկ դեպք է։
• Պարզ ներդաշնակ շարժումը պահանջում է վերականգնող ուժ, սակայն կարող են լինել պարբերական շարժումներ՝ առանց վերականգնող ուժերի:
• Պարզ ներդաշնակ շարժումը պահպանում է իր ընդհանուր մեխանիկական էներգիան, սակայն պարբերական համակարգը պարտադիր չէ, որ դա անի:
