Différence principale - mouvement harmonique simple vs mouvement périodique

Le mouvement harmonique simple est un sujet important dans l'étude de la mécanique. Les différence principale entre le mouvement harmonique simple et le mouvement périodique est que mouvement périodique fait référence à tout type de mouvement répété tandis que le mouvement harmonique simple (SHM) fait référence à un type spécifique de mouvement périodique où les la force de rappel est proportionnelle au déplacement.

Qu'est-ce que le mouvement harmonique simple

Tout type de mouvement répété nécessite une force. En effet, tout type de mouvement répété implique un changement de direction. Pour changer la direction d'un objet, une force est nécessaire. Le mouvement harmonique simple fait référence à des types de mouvements répétés où le force de rappel qui maintient les objets en mouvement de manière répétitive est proportionnel au déplacement de l'objet.

Si une masse est suspendue à un ressort et légèrement tirée vers le bas, la masse commencera à monter et à descendre périodiquement. Dans ce cas, le mouvement est un type de mouvement harmonique simple. Cela signifie que pendant le mouvement, le déplacement de la masse (

) est proportionnel à la force de rappel

:

Le signe négatif indique ici que la force de rappel est toujours dans une direction opposée à la direction de déplacement. En d'autres termes, la force de rappel essaie toujours de tirer la masse vers la position d'équilibre. En introduisant une constante

, écrivez la relation ci-dessus sous forme d'équation:

Les période du mouvement harmonique simple (combien de temps il faut à la masse pour terminer un cycle complet de mouvement, donné par

) peut être montré:

où

fait référence à la masse de l'objet.

Un simple pendule oscillant sur un petit angle est également en mouvement harmonique simple. Si le pendule a une longueur

, la période de son mouvement harmonique simple est donnée par:

où

est l'accélération due à la pesanteur.

Un pendule dans une horloge grand-père subit un mouvement harmonique simple.

Qu'est-ce que le mouvement périodique

Le mouvement périodique fait référence à tout type de mouvement répété. En ce sens, le mouvement harmonique simple est également un cas particulier de mouvement périodique. C'est-à-dire que tout mouvement harmonique simple (SHM) est périodique. Car s'il n'y a pas de force agissant contre le SHM, il ne subira pas d'amortissement (le mouvement d'amortissement n'est pas le SHM). C'est donc un mouvement répétitif ou périodique. Mais l'inverse n'est pas toujours vrai. Ainsi, il peut y avoir des mouvements périodiques qui ne sont pas harmoniques simples (le mouvement circulaire est périodique mais pas harmonique simple). Par exemple, le mouvement d'un objet dans un cercle à vitesse constante est un mouvement périodique mais pas un simple mouvement harmonique. Cependant, si vous regardez la projection d'une particule en mouvement circulaire uniforme sur le diamètre de la trajectoire circulaire, le mouvement de cette projection peut être décrit comme un simple mouvement harmonique.

Différence entre le mouvement harmonique simple et le mouvement périodique

Mouvement périodique fait référence à tout type de mouvement répété.

Mouvement harmonique simple fait référence aux types de mouvement périodique où il existe une force de rappel qui est proportionnelle au déplacement.

Image de courtoisie:

"Working Grandfather Clock" par Emily McCracken (Travail personnel) [CC BY-SA 2.0], via flickr