Eenvoudige harmonische voorbeelden: gedetailleerde uitleg

Wanneer een deeltje in een rechte lijn heen en weer beweegt rond zijn evenwichtspositie, wordt de beweging van het deeltje 'eenvoudige harmonische beweging' genoemd. laten we eenvoudige voorbeelden van harmonische bewegingen bespreken.

• Een klok slinger
• Oscillatie van gitaarsnaren
• Auto-ophanging
• Gehoor
• Bungee Jumping
• Schommel
• De wieg van Newton
• Beweging van een lichaam in een gat geboord door het middelpunt van de aarde
• Massa geladen op veren
• Oscillatie van blok in vloeistof
• Torsion slinger
• Oscillatie van een bal in een luchtkamer

Een klok slinger

Wanneer een puntmassa een gewichtloze, onrekbare en perfect flexibele draad heeft die aan een stijve steun is opgehangen, staat zo'n opstelling bekend als een eenvoudige slinger. Als we de puntmassa iets naar één kant verplaatsen en loslaten. Dan is in dergelijke omstandigheden de eenvoudige slinger begint heen en weer te zwaaien vanuit zijn gemiddelde positie. Dit slingeren van een eenvoudige slinger in een rechte lijn vanuit zijn gemiddelde positie is een voorbeeld van een eenvoudige harmonische beweging.

Oscillatie van gitaarsnaren

Een muziekinstrument zoals gitaarsnaren is een voorbeeld van een eenvoudige harmonische beweging. Wanneer we een gitaarsnaar bespelen, begint de snaar heen en weer te bewegen. Eerst bewegen de snaren van de gitaar naar voren en vervolgens in de tegenovergestelde richting. Deze beweging veroorzaakt trillingen. Deze vibratie gecreëerd door gitaarsnaren creëert geluidsgolven die menselijke oren horen als muziek

Auto-ophanging

Een auto-ophangingssysteem bevat veren, omdat de veren elasticiteit hebben, wanneer er een hobbel is, wordt de veer samengedrukt, wat resulteert in het stijgen van de wielen van de auto zonder dat de carrosserie van de auto omhoog gaat. lichaam veroorzaakt dit een heen en weer beweging die een eenvoudige harmonische beweging is. Hoewel dit type beweging dempt, betekent dit dat het na verloop van tijd afneemt. Deze eenvoudige harmonische beweging vermindert de schok die passagiers krijgen wanneer een auto over een hobbel rijdt.

Gehoor

Het is te wijten aan de eenvoudige harmonische beweging dat levend organisme het vermogen heeft om te horen. Wanneer de vibrerende moleculen op onze trommelvliezen komen, zorgt dit ervoor dat onze trommelvliezen wiebelen. Deze trillingen die in onze trommelvliezen worden veroorzaakt, worden doorgegeven aan de hersenen van organismen. Na verloop van tijd worden deze details via gehoorzenuwen doorgegeven aan de hersenen van het organisme, de hersenen vertalen deze trillingen vervolgens in hoorbare geluiden.

Bungee Jumping

Eenvoudige voorbeelden van harmonische bewegingen zijn ook te zien in onze sporten, bijvoorbeeld bungeejumpen. Bij een avontuurlijke sport als bungeejumpen wordt een lange terugspringende kabel aan de benen van de persoon vastgemaakt. Vervolgens voert de persoon bungeejump-sprongen uit vanaf een bepaald platform dat zich op hoogte bevindt.

Wanneer de persoon van de klif springt, vanwege de terugspringende kabel, wordt hij naar achteren getrokken en gaat hij weer naar beneden vanwege de zwaartekracht; dit blijft doorgaan. Aangezien een zich herhalende heen en weer beweging kan worden gezien bij bungeejumpen, is het een voorbeeld van eenvoudige harmonische beweging.

Schommel

Schommels zijn gemakkelijk te zien in pretparken, tuinen, scholen, enz. De beweging die in schommels wordt getoond, staat bekend als eenvoudige harmonische beweging omdat het kind dat erop zit tijdens het schommelen de kracht ervaart die erop werkt, die recht evenredig is met de verplaatsing en gericht naar de evenwichtspositie. Dit veroorzaakt de heen en weer, repetitieve beweging van de schommel, waardoor een eenvoudige harmonische beweging ontstaat.                                                                                                         

De wieg van Newton

Eenvoudige harmonische beweging is te zien in de wieg van Newton. Dit is een apparaat dat het principe toont van: behoud van Impuls en het principe van behoud van energie.

Newtons wieg bestaat uit 5 metalen ballen die aan een touwtje zijn opgehangen zodat de beweging van bollen op één plek is. Alle ballen worden zo geplaatst dat alle bollen in rust zijn en alle ballen in contact zijn met de aangrenzende bal. In de wieg van Newton, wanneer de uiterste bol uit de rust wordt gehaald en wordt getrokken en losgelaten, begint de bol te slingeren als een slinger, en de losgelaten bol raakt de aangrenzende bal.

Wanneer de aangrenzende bol in contact komt met de losgelaten bol, worden de energie en het momentum van de losgelaten bal via de drie ballen in rust overgebracht naar de laatste bal op de andere uiterste bol. De overdracht van energie en momentum zorgt ervoor dat de bal met dezelfde snelheid in beweging is als de eerste bal. Als meer dan één bol omhoog wordt getrokken en losgelaten, wordt hetzelfde aantal ballen, evenveel losgelaten, vanaf het einde van de rustende bollen in beweging gezet. Hier kunnen we oscillatie van de ballen zien (heen en weer). Ze vertonen een eenvoudige harmonische beweging.

Beweging van een lichaam in een gat geboord door het middelpunt van de aarde

Stel je voor dat we een tunnel hebben door het centrum van de aarde en een lichaam waar wat massa in vrijkomt. Dan beweegt de kracht, die op het lichaam inwerkt, door de zwaartekracht naar het centrum van de aarde. Hier zal het lichaam nooit naar een andere kant van het gat van de aarde vallen vanwege variatie in de zwaartekrachtconstante 'g, die maximaal is aan het oppervlak en nul in het midden van de aarde.

Wanneer het lichaam naar het middelpunt van de aarde valt, bereikt het alleen het middelpunt, waarna er opnieuw zwaartekracht op wordt uitgeoefend, waardoor het weer in de tegenovergestelde richting terugbeweegt. Dit proces blijft doorgaan. Deze periodieke beweging van het lichaam in het aardgat is een eenvoudige harmonische beweging. Dit is echter een theoretisch voorbeeld van eenvoudige harmonische beweging.

Massa geladen op veren

wanneer een massa aan het onderste uiteinde van de veren wordt opgehangen, wordt door zijn gewicht de lengte van de veer vergroot. Door de elasticiteit van veren oefent het een herstellende kracht uit, waardoor het weer in de tegenovergestelde richting beweegt. Wanneer we trekken, wordt de massa iets naar beneden opgehangen en losgelaten. Dan oscilleert het op en neer samen met de geladen massa, wat een voorbeeld is van een eenvoudige harmonische beweging.   

Oscillatie van blok in vloeistof

Oscillatie van blok in vloeistof is ook een voorbeeld van eenvoudige harmonische beweging. Wanneer het blok een beetje in de vloeistof wordt geduwd en naar links wordt geduwd, begint het op en neer te oscilleren in de vloeistof en vertoont een eenvoudige harmonische beweging.                                                                                       

torsieslinger

de torsie slinger is een voorbeeld van hoekige eenvoudige harmonische beweging. Een torsieslinger bestaat uit een schijf die is opgehangen aan een dunne draad. Wanneer het wordt gedraaid en losgelaten, beweegt het heen en weer in de richting van een eenvoudige harmonische beweging. Een torsieslinger draait in plaats van de schommel. Dergelijke soorten slingers worden gebruikt in een mechanisch polshorloge.

Oscillatie van een bal in een luchtkamer

Een bal in een luchtkamer met een lange nek vertoont ook een eenvoudige harmonische beweging. Stel dat we een bal in de nek van een luchtkamer beschouwen met luchtdruk erin. De luchtdruk in de container is atmosferisch. Als we de bal in de hals van de luchtkamer een beetje naar beneden duwen, begint de bal op en neer te oscilleren en vertoont hij een eenvoudige harmonische beweging.

Lees ook:

• Voorbeelden van de derde bewegingswet
• Hoe detecteren bewegingssensorlampen beweging?
• Voorbeelden van projectielbewegingen
• Voorbeelden van de eerste bewegingswet
• Voorbeelden van periodieke bewegingen
• Wat is amplitude van beweging?
• Voorbeelden van kromlijnige bewegingen
• Afleiding van projectielbewegingen
• Middelpuntzoekende kracht in cirkelvormige beweging
• Voorbeeld van traagheid van beweging