Mouvement harmonique simple vs mouvement périodique
Les mouvements périodiques et les mouvements harmoniques simples sont deux types de mouvements très importants dans l'étude de la physique. Un mouvement harmonique simple est un bon modèle pour comprendre les mouvements périodiques complexes. Cet article expliquera ce que sont le mouvement périodique et le mouvement harmonique simple, leurs applications, leurs similitudes et enfin leurs différences.
Mouvement périodique
Un mouvement périodique peut être considéré comme tout mouvement qui se répète dans une période de temps fixe. Une planète qui tourne autour du soleil est un mouvement périodique. Un satellite en orbite autour de la terre est un mouvement périodique, même le mouvement d'un jeu de boules d'équilibre est un mouvement périodique. La plupart des mouvements périodiques que nous rencontrons sont circulaires ou semi-circulaires. Un mouvement périodique a une fréquence. La fréquence signifie à quel point l'événement se produit. Pour simplifier, nous prenons la fréquence comme le nombre d'occurrences par seconde. Les mouvements périodiques peuvent être uniformes ou non uniformes. Un mouvement périodique uniforme peut avoir une vitesse angulaire uniforme. Des fonctions telles que la modulation d'amplitude peuvent avoir des périodes doubles. Ce sont des fonctions périodiques encapsulées dans d'autres fonctions périodiques. L'inverse de la fréquence du mouvement périodique donne le temps d'une période. Les mouvements harmoniques simples et les mouvements harmoniques amortis sont également des mouvements périodiques.
Mouvement Harmonique Simple
Le mouvement harmonique simple est défini comme un mouvement prenant la forme a=– (ω2) x, où "a" est l'accélération et "x" est la déplacement par rapport au point d'équilibre. Le terme ω est une constante. Un simple mouvement harmonique nécessite une force de rappel. La force de rappel peut être un ressort, une force gravitationnelle, une force magnétique ou une force électrique. Une simple oscillation harmonique n'émettra aucune énergie. L'énergie mécanique totale du système est conservée. Si la conservation ne s'applique pas, le système sera un système harmonique amorti. Il existe de nombreuses applications importantes des oscillations harmoniques simples. Une horloge à pendule est l'un des meilleurs systèmes harmoniques simples disponibles. On peut montrer que la période d'oscillation ne dépend pas de la masse du pendule. Si des facteurs externes tels que la résistance de l'air affectent le mouvement, celui-ci finira par être amorti et s'arrêtera. Une situation réelle est toujours une oscillation amortie. Le système de masse à ressort est également un bon exemple pour l'oscillation harmonique simple. La force créée par l'élasticité du ressort agit comme force de rappel dans ce scénario. Le mouvement harmonique simple peut également être considéré comme la projection d'un mouvement circulaire avec une vitesse angulaire constante. Au point d'équilibre, l'énergie cinétique du système devient maximale, et au point de retournement, l'énergie potentielle devient maximale et l'énergie cinétique devient nulle.
Quelle est la différence entre le mouvement périodique et le mouvement harmonique simple ?
• Le mouvement harmonique simple est un cas particulier de mouvement périodique.
• Un mouvement harmonique simple nécessite une force de rappel, mais il peut y avoir des mouvements périodiques, sans force de rappel.
• Un mouvement harmonique simple conserve son énergie mécanique totale, mais un système périodique ne doit pas nécessairement le faire.
