Diferencia entre oscilación, vibración y movimiento armónico simple

Diferencia Principal - Oscilación, Vibración y Movimiento Armónico Simple

Oscilación, vibración y movimiento armónico simple son términos que se utilizan para describir movimientos repetidos. La principal principal entre oscilación, vibración y movimiento armónico simple es que oscilación se refiere a cualquier variación repetida alrededor de un valor centralmientras que el término la vibración se refiere específicamente a las oscilaciones mecánicas. El movimiento armónico simple se refiere a los casos en los que un objeto oscila alrededor de una posición de equilibrio bajo una fuerza restauradora. que es directamente proporcional al desplazamiento del objeto.

¿Qué es una oscilación?

Una oscilación es una variación periódica alrededor de un valor central. Por ejemplo, si un niño se balancea en un columpio y su amigo lo empuja cada vez que el columpio se acerca a él, entonces el movimiento del niño puede considerarse como una "oscilación". Sin embargo, el término oscilación no es un término usado exclusivamente para describir oscilaciones mecánicas. Por ejemplo, oscilaciones de neutrinos se refieren al hecho de que los neutrinos cambian regularmente su sabor: cambian de neutrinos electrónicos a neutrinos muónicos, y luego a neutrinos tau y viceversa.

¿Qué es una vibración?

Una vibración también es un tipo de oscilación, pero el término se usa para etiquetar mecánico oscilaciones Hay dos tipos de vibraciones mecánicas: naturales y forzadas. Si desplaza ligeramente un objeto que puede moverse libremente 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. A forzado La vibración se produce cuando una entidad externa obliga al objeto a moverse a una determinada frecuencia. En nuestro ejemplo de un niño en un columpio, si su amiga tira del columpio hacia atrás y deja que se mueva de un lado a otro por sí mismo, ese es un ejemplo de una vibración natural. Sin embargo, si el amigo empujó el columpio cada vez que bajaba, este es un ejemplo de vibración forzada.

¿Qué es un movimiento armónico simple?

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

Es posible describir matemáticamente el movimiento armónico simple utilizando funciones trigonométricas. El desplazamiento de un objeto en movimiento armónico simple se puede representar matemáticamente mediante una función seno o coseno. Por ejemplo, supongamos que el desplazamiento es:

Entonces la velocidad del objeto está 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 el movimiento armónico simple.

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

Diferencia entre oscilación, vibración y movimiento armónico simple

Oscilación es un cambio repetitivo en una cantidad alrededor de 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 restauradora siempre es directamente proporcional al desplazamiento.

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