Contenu
- Qu'est-ce qu'un mouvement harmonique simple?
- Quelle est l'amplitude d'oscillation?
- Formule de la fréquence d'oscillation
- Type de fréquence d'oscillation
L'oscillation est un type de mouvement périodique. Un mouvement est dit périodique s'il se répète après des intervalles de temps réguliers, comme le mouvement d'une aiguille d'une machine à coudre, le mouvement des branches d'un diapason et un corps suspendu à un ressort. Si une particule se déplace le long du même trajet, son mouvement est dit oscillatoire ou vibratoire, et le la fréquence de cette motion est l'une de ses caractéristiques physiques les plus importantes.
Le déplacement d'une particule effectuant un mouvement périodique peut être exprimé en termes de fonctions sinus et cosinus. Comme ces fonctions sont appelées fonctions harmoniques, le mouvement périodique est également appelé mouvement harmonique.
Qu'est-ce qu'un mouvement harmonique simple?
Parmi tous les types d’oscillations, le mouvement harmonique simple (SHM) est le type le plus important. En SHM, une force de magnitude et de direction variable agit sur la particule. Il est important de noter que SHM a des applications importantes non seulement en mécanique, mais également en optique, en son et en physique atomique.
On dit qu'un corps effectue un mouvement harmonique simple linéaire si
L'équation F = –Kx est utilisé pour définir un mouvement harmonique simple linéaire (SHM), dans lequel F est la magnitude de la force de rappel; X est le petit déplacement par rapport à la position moyenne; et K est la force constante. Le signe négatif indique que la direction de la force est opposée à la direction du déplacement.
Quelques exemples de mouvement harmonique simple sont le mouvement d’un pendule simple pour de petites oscillations et d’un aimant vibrant dans une induction magnétique uniforme.
Quelle est l'amplitude d'oscillation?
Considérons une particule effectuant une oscillation le long du trajet QOR avec O comme position moyenne et Q et R comme positions extrêmes de part et d'autre de O. Supposons qu'à un instant donné de l'oscillation, la particule se trouve à P. La distance parcourue par la particule de sa position moyenne s'appelle son déplacement (X) c’est-à-dire OP = X.
Le déplacement est toujours mesuré à partir de la position moyenne, quel que soit le point de départ. Par exemple, même si la particule se déplace de R vers P, le déplacement reste toujours X.
le amplitude (UNE) de l'oscillation est défini comme le déplacement maximum (Xmax) de la particule de part et d'autre de sa position moyenne, c'est-à-dire UNE = OQ = OR. UNE est toujours pris comme positif, et la formule d’amplitude d’oscillation est donc juste l’amplitude du déplacement par rapport à la position moyenne. La distance QR = 2_A_ est appelée longueur de chemin ou étendue d'oscillation ou chemin total de la particule oscillante.
Formule de la fréquence d'oscillation
La période (T) de l’oscillation est définie comme le temps pris par la particule pour achever une oscillation. Après le temps T, la particule passe par la même position dans la même direction.
La fréquence de définition des oscillations est simplement le nombre d'oscillations effectuées par la particule en une seconde.
Dans T secondes, la particule complète une oscillation.
Par conséquent, le nombre d’oscillations en une seconde, c’est-à-dire sa fréquence F, est:
f = frac {1} {T}La fréquence d'oscillation est mesurée en cycles par seconde ou en hertz.
Type de fréquence d'oscillation
L'oreille humaine est sensible aux fréquences comprises entre 20 Hz et 20 000 Hz. Les fréquences comprises dans cette plage sont appelées fréquences sonores ou audibles. Les fréquences supérieures à la plage de l'ouïe humaine sont appelées fréquences ultrasonores, tandis que les fréquences inférieures à la plage audible sont appelées fréquences infrasonores. Un autre terme très familier dans cette arnaque est «supersonique». Si un corps se déplace plus vite que la vitesse du son, on dit qu'il voyage à des vitesses supersoniques.
Les fréquences des ondes radioélectriques (une onde électromagnétique oscillante) sont exprimées en kilohertz ou en mégahertz, tandis que la lumière visible a des fréquences dans la plage de centaines de terrahertz.