Tiede arjessa

Harmoninen oskillaattori

Mitä oikeastaan tapahtuu?

Tiede jää mieleen, kun määritelmä yhdistyy johonkin mitattavaan tai havaittavaan.

Tiede jää mieleen, kun määritelmä yhdistyy johonkin mitattavaan tai havaittavaan.

Hyödyllinen mielikuva

Syvemmälle

Molecular Geometry · Chemical Bonding

Molecular Geometry · Chemical Bonding
Syvemmälle
Mendeleev.com · science written for curious humans

Liikeyhtälö

Harmonisessa oskillaattorissa palauttava voima on verrannollinen poikkeamaan ja vastakkaissuuntainen: F=−kx. Ideaaliselle jousi-massa-järjestelmälle liike on sinimuotoista ja ω=√(k/m), T=2π√(m/k).

Newtonin laki antaa mx¨=−kx eli x¨+ω²x=0. Ratkaisut ovat sinin ja kosinin yhdistelmiä. Vaihe ja amplitudi määräytyvät alkuarvoista.

T kasvaa massan neliöjuurena ja pienenee jousivakion neliöjuurena. Ideaalisessa lineaarisessa mallissa periodi ei riipu amplitudista.

E=½mv²+½kx² on vakio ilman vaimennusta. Kääntöpisteessä v=0 ja energia on jousessa; tasapainokohdassa |v| on suurin ja kineettinen energia maksimaalinen.

Nopeus on neljännesjakson vaiheessa poikkeamaan nähden. Kun x on maksimi, v=0; kun x=0, nopeuden itseisarvo on maksimi.