振荡,振动(oscillation, vibration)和简谐运动(simple harmonic motion)的区别

振荡、振动和简谐运动是用来描述重复运动的术语。振荡、振动和简谐运动之间的主要区别在于,振荡是指围绕中心值的任何重复变化,而术语振动是指机械振荡。简谐运动是指物体在与物体位移成正比的恢复力作用下,围绕平衡位置振荡的情况。...

主要区别——振荡、振动和简谐运动

振荡、振动和简谐运动是用来描述重复运动的术语。振荡、振动和简谐运动之间的主要区别在于,振荡是指围绕中心值的任何重复变化,而术语振动是指机械振荡。简谐运动是指物体在与物**移成正比的恢复力作用下,围绕平衡位置振荡的情况。

什么是振荡(an oscillation)?

振荡是围绕中心值的周期性变化。例如,如果一个孩子在秋千上荡秋千,每次秋千朝她走来时,她的朋友都在推她,那么这个孩子的动作可以被认为是一种“摆动”。然而,术语振荡并不是专门用来描述机械振荡的术语。例如,中微子振荡指的是中微子有规律地改变它们的味道:它们从电子中微子变为μ介子中微子,然后变为τ中微子,然后又变回来。

什么是振动(a vibration)?

振动也是振动的一种,但这个术语用来表示机械振动。有两种类型的机械振动:自然振动和强迫振动。如果稍微移动一个可以从平衡位置自由移动的对象,该对象将开始围绕平衡点振荡。在这里,物体将以被称为物体固有频率的频率振荡。这是一个自然振动的例子。当外部实体迫使物体以某一频率移动时,就会发生强迫振动。在我们的例子中,一个孩子在秋千上,如果她的朋友把秋千向后拉,让秋千自己来回移动,那就是一个自然振动的例子。但是,如果每次秋千落下时朋友都推动秋千,这就是强迫振动的例子。

什么是简谐运动(a simple harmonic motion)?

简谐运动是物体的一种振动,物体的恢复力与位移成正比,试图使物体回到平衡位置。因此,恢复力的方向总是与给定时间的位移方向相反。

用三角函数来描述简单的简谐运动是可能的。物体在简谐运动中的位移可以用正弦函数或余弦函数来表示。例如,我们假设位移为:

 

物体的速度由下式给出:

然后,加速度变为:

现在,我们可以绘制这些图表来观察位移、速度和加速度是如何随时间变化的:

Difference Between Oscillation, Vibration and Simple Harmonic Motion - Graphs

How displacement, velocity and acceleration vary with time in simple harmonic motion.

The graphs reveal that the object is fastest when it is passing through the equilibrium position. From our earlier equati***, we can see that this maximum velocity is  , (where  is the amplitude of displacement). Acceleration is at a maximum when the object is at its extreme position, and this maximum acceleration is given by  .

振荡,振动(oscillation, vibration)和简谐运动(simple harmonic motion)的区别

振荡是一个关于中心值的量的重复变化。

振动是一种机械振动。

简谐运动是一种恢复力总是作用在振荡物体上的运动,它试图将物体带到中心。恢复力的大小总是与位移成正比。

  • 发表于 2021-06-27 08:18
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  • 分类:科学

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