Harmooniline võnkumine

Allikas: Vikipeedia
Merge-arrow.svg See artikkel on esitatud liitmiseks artikliga Lihtvõnkumine. Lisateavet artikli arutelust

Harmooniliseks võnkumiseks ehk siinusvõnkumiseks nimetatakse mis tahes võnkumist, mida saab kirjeldada siinusfunktsiooni või koosinusfunktsiooni abil ja sellise võnkumise võrrandit nimetatakse harmoonilise võnkumise võrrandiks:

x = A sin φ

kus x on hälve tasakaaluasendist, ω on nurkkiirus, t on aeg ning f on sagedus. Siinuse all paiknevat avaldist (ω t) või (2 π f t)-d nimetatakse faasiks.

Harmooniline võnkumine (siinusvõnked) tekib siis, kui direktsioonijõud on võrdeline hälbega.

Kõige lihtsamat korrapärast harmoonilist võnkumist iseloomustab sinusoid.

Harmoonilise võnkumise võrrand:

x = A sin(ωt+φ0)

Võnkumiste konstandid - parameetrid, mis ajas ei muutu:

Ajas muutuvad suurused:

  • x hälve tasakaaluasendist
  • siinuse argumenti (ωt)+φ0 nimetatakse faasiks

Siinusfunktsiooni periood on 2π ja võnkeperioodiks tuleb faas

A sin (ωt+φ0) = A sin [2π + (ωt+φ0)]
võnkeperiood on T = 2π/ω
või ω = 2π / T

Võnkeperioodi pöördväärtust nimetatakse võnkesageduseks. f = 1 / T = ω / 2π


Sõna "harmooniline" pärineb ise muusikast, mis oli vanasti üks füüsika osi. Muusikas tähendab harmoonia helide tonaalsuste sobivust - nagu selgub, on seegi kirjeldatav püsiva sagedusega võnkumiste abil.