Simple Harmonic Motion vs Periodic Motion
Misondo ya mara kwa mara na miondoko rahisi ya uelewano ni aina mbili muhimu sana za miondoko katika utafiti wa fizikia. Mwendo rahisi wa harmonic ni mfano mzuri wa kuelewa mwendo changamano wa mara kwa mara. Makala haya yataeleza mwendo wa mara kwa mara na mwendo rahisi wa uelewano ni nini, matumizi yake, kufanana na hatimaye tofauti zao.
Periodic Motion
Mwendo wa mara kwa mara unaweza kuchukuliwa kama mwendo wowote unaojirudia katika muda uliowekwa. Sayari inayozunguka jua ni mwendo wa mara kwa mara. Satelaiti inayozunguka dunia ni mwendo wa mara kwa mara hata mwendo wa seti ya mpira wa usawa ni mwendo wa mara kwa mara. Nyingi za miondoko ya mara kwa mara tunayokutana nayo ni ya duara au nusu duara. Mwendo wa mara kwa mara una mzunguko. Mzunguko unamaanisha jinsi tukio "mara kwa mara" hutokea. Kwa urahisi, tunachukua frequency kama matukio kwa sekunde. Miondoko ya mara kwa mara inaweza kuwa sare au isiyo ya kawaida. Mwendo wa mara kwa mara unaofanana unaweza kuwa na kasi ya angular sare. Kazi kama vile moduli ya amplitude inaweza kuwa na vipindi mara mbili. Ni utendakazi wa mara kwa mara zilizojumuishwa katika utendaji kazi mwingine wa mara kwa mara. Kinyume cha marudio ya mwendo wa mara kwa mara hutoa muda wa kipindi. Misondo rahisi ya uelewano na miondoko ya sauti yenye unyevunyevu pia ni miondoko ya mara kwa mara.
Simple Harmonic Motion
Mwendo rahisi wa uelewano unafafanuliwa kama mwendo unaochukua umbo la=– (ω2) x, ambapo “a” ni mchapuko na “x” ni kuhamishwa kutoka kwa sehemu ya usawa. Neno ω ni la kudumu. Mwendo rahisi wa harmonic unahitaji nguvu ya kurejesha. Nguvu ya kurejesha inaweza kuwa chemchemi, nguvu ya mvuto, nguvu ya sumaku au nguvu ya umeme. Oscillation rahisi ya harmonic haitatoa nishati yoyote. Nishati ya jumla ya mitambo ya mfumo imehifadhiwa. Ikiwa uhifadhi hautumiki, mfumo utakuwa mfumo wa harmonic wenye unyevu. Kuna maombi mengi muhimu ya oscillations rahisi ya harmonic. Saa ya pendulum ni mojawapo ya mifumo bora zaidi ya harmonic inayopatikana. Inaweza kuonyeshwa kuwa kipindi cha oscillation haitegemei wingi wa pendulum. Ikiwa mambo ya nje kama vile upinzani wa hewa huathiri mwendo, hatimaye itapungua na itaacha. Hali halisi ya maisha daima ni oscillation damped. Mfumo wa molekuli ya spring pia ni mfano mzuri kwa oscillation rahisi ya harmonic. Nguvu iliyoundwa na elasticity ya chemchemi hufanya kama nguvu ya kurejesha katika hali hii. Mwendo rahisi wa harmonic pia unaweza kuchukuliwa kama makadirio ya mwendo wa mviringo na kasi ya angular ya mara kwa mara. Katika hatua ya usawa, nishati ya kinetic ya mfumo inakuwa ya juu, na katika hatua ya kugeuka, nishati inayowezekana inakuwa ya juu na nishati ya kinetic inakuwa sifuri.
Kuna tofauti gani kati ya Periodic Motion na Simple Harmonic Motion?
• Mwendo rahisi wa sauti ni hali maalum ya mwendo wa mara kwa mara.
• Mwendo rahisi wa sauti unahitaji nguvu ya kurejesha, lakini kunaweza kuwa na miondoko ya mara kwa mara, bila kurejesha nguvu.
• Mwendo rahisi wa sauti huhifadhi jumla ya nishati yake ya kiufundi, lakini mfumo wa muda si lazima ufanye hivyo.
