Higidura Harmoniko Sinplea: Ekuazioak eta Ezaugarriak

Clasificado en Física

Escrito el en vasco con un tamaño de 3,51 KB

Higidura harmoniko sinplea. Ekuazioa. Magnitudeen definizioa Gorputz batek ibilbide zuzen batean zehar egiten duen higidura oszilakorra harmoniko sinplea da baldin eta gorputzaren gainean erakarpen-indar batek eragiten badu, proportzionala posizio bektorearekiko, jatorria oreka-puntu edo oszilazio-zentroan duenak, eta noranzkoa desplazamenduaren aurkakoa duenak. Higidura harmoniko sinplearen ezaugarriak hurrengoak dira: o Higidura periodikoa: denbora-tarte konstante bat pasatuta haren higiduraren hiru aldagaiek (posizioa, abiadura eta azelerazioa) balio berberak hartzen badituzte. Denbora horri periodoa deritzo. o Periodoa, T: partikulak oszilazio oso bat egiteko behar duen denbora. o Higidura bibrakorra edo oszilakorra: oreka-posiziotik alde batera edo bestera desplazatzen bada, eta denbora-tarte berdinetan haren aldagai zinematikoen balioak errepikatu egiten badira. o Oszilazio-zentroa (O): higitzen denean, partikula iristen den muturreko bi posizioren arteko erdiko puntua. Higidura harmoniko sinplearen elongazio ekuazioa hau da: ( ) ( ) 0 tx = Asin ωt +ϕ . Ekuazioan agertzen diren magnitude bereizgarriak definituko ditugu: o Bibrazioa edo oszilazioa.: partikulak joan-etorriko higidura oso batean ibiltzen duen distantzia. o Oszilazio-zentroa (O): higitzen denean, partikula iristen den muturreko bi posizioren arteko erdiko puntua. o Elongazioa, x: aldiune bakoitzean partikularen eta oszilazio-zentroaren arteko distantzia, 0 puntua jatorritzat hartuta. Bere balioa positiboa edo negatiboa izango da. o Anplitudea, A: elongazioaren balio maximoa, hau da, O jatorritik mutur baterainoko distantzia. o Periodoa, T: partikulak oszilazio oso bat egiteko behar duen denbora. o Maiztasuna, f: denbora-unitatean egindako oszilazioen kopurua. Periodoaren alderantzizko magnitudea da       = T f 1 . Bere unitatea s-1 edo Hertz (Hz) da. o Pultsazioa, ω : 2π denbora-unitatean igarotako periodo kopurua (ω = 2πf ). Pultsaziounitatea rad/s da. o Fasea, ( ) ϕ = ω +ϕ 0 t : osziladore harmonikoaren posizioa finkatzen duen angelua. Radianetan adierazten da.


Adibidea. Pendulu baten oszilazioak. Desplazamenduak oso txikiak direnean, pendulu sinplearen higidura harmonikoa eta sinplea da. m masako partikula txiki bat L luzerako hari batetik esekitzen bada, eta partikula hori α angelu txiki bat urruntzen badugu haren pausagune-posizio bertikaletik, askatzen dugunean osziladore harmoniko baten gisa higituko da. Penduluaren periodoak balio hau du: g L T = 2π . Beste adibide bat: malguki batetik esekita aske bibratzen duen gorputz batenak. Abiaduraren eta azelerazioaren ekuazioak. Elongazio ekuaziotik abiatuta ( ) ( ) 0 tx = Asin ωt +ϕ , abiaduraren ekuazioa lortzeko, deribatu egin behar dugu: ( ) 0 = = Aω cos ωt +ϕ dt dx v Bere balio maximoa cos( ) 1 ωt +ϕ 0 = ± denean lortuko dugu eta orduan vmax = ±Aω . Balio horiek oszilazio-zentrotik pasatzen denean lortzen dira, hau da, x=0; eta abiadura nulua izango da cos( ) 0 ωt +ϕ 0 = denean, hau da muturretan, x=±A. Azelerazioaren ekuazioa lortzeko abiaduraren ekuazioa, ( ) 0 v = Aω cos ωt +ϕ , deribatu egin behar dugu: ( ) 0 2 = = −Aω sin ωt +ϕ dt dv a eta ( ) ( ) 0 tx = Asin ωt +ϕ denez, aurreko ekuazioa beste hau bilakatzen da: a x 2 −= ω . Bere balio maximoa sin( ) 1 ωt +ϕ 0 ±= denean lortuko dugu eta orduan 2 amax = mAω . Balio horiek partikula ibilbidearen muturretan dagoenean lortzen dira, hau da, x=±A; eta azelerazioa nulua izango da sin( ) 0 ωt +ϕ 0 = denean, hau da oszilazio-zentrotik pasatzen denean, x=0.

Entradas relacionadas: