Exemples d'harmoniques simples : explication détaillée

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Lorsqu'une particule se déplace en ligne droite d'avant en arrière autour de sa position d'équilibre, alors le mouvement de la particule est appelé « mouvement harmonique simple ». discutons d'exemples de mouvements harmoniques simples.

Un pendule d'horloge

Lorsqu'une masse ponctuelle a une corde sans poids, inextensible et parfaitement flexible qui est suspendue à un support rigide, alors un tel arrangement est connu sous le nom de pendule simple. Si nous déplaçons légèrement la masse ponctuelle d'un côté et la relâchons. Ensuite, dans de telles circonstances, le pendule simple commence à se balancer, d'avant en arrière à partir de sa position moyenne. Ce balancement d'un pendule simple en ligne droite à partir de sa position moyenne est un exemple de mouvement harmonique simple.

un simple pendule
un simple pendule

Oscillation des cordes de guitare

Un instrument de musique comme des cordes de guitare est un exemple de mouvement harmonique simple. Quand on twang une corde de guitare, la corde commence à bouger d'avant en arrière. D'abord, les cordes de la guitare avancent puis se déplacent dans la direction opposée. Ce mouvement provoque des vibrations. Ces vibrations créées par les cordes de guitare créent les ondes sonores que les oreilles humaines entendent comme de la musique

Suspension de voiture

Un système de suspension de voiture contient des ressorts, car les ressorts ont une propriété d'élasticité chaque fois qu'il y a une bosse, le ressort se comprime, ce qui entraîne la montée des roues de la voiture sans faire monter la carrosserie de la voiture. De même, lorsque les ressorts se dilatent, la roue tombe sans la chute réelle de la voiture. corps, cela provoque un mouvement de va-et-vient qui est un mouvement harmonique simple. Bien que ce type de mouvement soit amorti, ce qui signifie qu'il diminue avec le temps. Ce simple mouvement harmonique réduit le choc que les passagers reçoivent lorsqu'une voiture traverse une bosse.

Audition

C'est grâce au mouvement harmonique simple que l'organisme vivant a la capacité d'entendre. Lorsque les molécules vibrantes arrivent sur nos tympans, cela fait vaciller nos tympans. Ces vibrations provoquées dans nos tympans sont transmises au cerveau des organismes. En temps voulu, ces détails sont transmis au cerveau de l'organisme par les nerfs auditifs, le cerveau traduit alors ces vibrations en sons appréhensibles.

Saut à l'élastique

Des exemples de mouvements harmoniques simples peuvent également être observés dans nos sports, par exemple le saut à l'élastique. Dans un sport d'aventure comme le saut à l'élastique, un long câble de recul est attaché aux jambes de la personne. Ensuite, la personne effectue des sauts à l'élastique à partir d'une plate-forme particulière située en hauteur.

Lorsque la personne saute de la falaise, en raison du recul du câble, elle est tirée en arrière et redescend par gravité ; cela continue. Comme un mouvement de va-et-vient répétitif peut être observé dans le saut à l'élastique, c'est un exemple de mouvement harmonique simple.

Swing

Les balançoires peuvent facilement être vues dans les parcs d'attractions, les jardins, les écoles, etc. Le mouvement montré dans les balançoires est connu sous le nom de mouvement harmonique simple car pendant le balancement, l'enfant assis dessus subit la force agissant sur elle, qui est directement proportionnelle à son déplacement et dirigé vers la position d'équilibre. Cela provoque le mouvement répétitif de va-et-vient de la balançoire, provoquant un simple mouvement harmonique.                                                                                                         

Berceau de Newton

Un mouvement harmonique simple peut être observé dans berceau de Newton. Il s'agit d'un appareil qui montre le principe de conservation de l'élan et le principe de conservation de l'énergie.

Le berceau Newtons se compose de 5 boules métalliques suspendues par une ficelle afin que le mouvement des sphères se fasse en un seul endroit. Toutes les balles sont placées de manière à ce que tous les orbes soient au repos et que toutes les balles soient en contact avec la balle adjacente. Dans le berceau de newtons, lorsque la sphère la plus éloignée est retirée du repos et tirée et relâchée, la sphère commence à se balancer comme un pendule et la sphère libérée frappe la balle adjacente.

Lorsque la sphère adjacente entre en contact avec la sphère libérée, l'énergie et l'élan de la balle libérée sont transmis à travers les trois balles au repos à la balle finale sur l'autre sphère la plus extrême. Le transfert d'énergie et d'élan fait que la balle est en mouvement avec la même vitesse que la première balle. Si plus d'une sphère est tirée vers le haut et relâchée, alors le même nombre de billes, autant relâchées, sera mise en mouvement à partir de l'extrémité des sphères au repos. Ici, nous pouvons voir l'oscillation des boules (aller et retour). Ils montrent un mouvement harmonique simple.

berceau de Newton
berceau de Newton

Mouvement d'un corps dans un trou percé au centre de la terre

Imaginez si nous avons un tunnel à travers le centre de la Terre et un corps ayant une masse libérée à l'intérieur. Puis en raison de l'attraction gravitationnelle, la force, qui agit sur le corps, se déplace vers le centre de la terre. Ici, le corps ne tombera jamais d'un autre côté du trou de la terre en raison de la variation de la constante de gravitation 'g, qui est maximale à la surface et nulle au centre de la terre.

Lorsque le corps tombe vers le centre de la terre, il n'atteint que le centre, puis à nouveau une attraction gravitationnelle s'exerce sur lui, ce qui revient à nouveau dans la direction opposée. Ce processus se poursuit. Ce mouvement périodique du corps à l'intérieur du trou terrestre est un simple mouvement harmonique. Cependant, il s'agit d'un exemple théorique de mouvement harmonique simple.

une balle exécutant SHM
une balle exécutant SHM

Masse chargée sur ressorts

lorsqu'une masse est suspendue à l'extrémité inférieure des ressorts, alors en raison de son poids, la longueur du ressort est augmentée. En raison de l'élasticité des ressorts, il exerce une force de rappel, grâce à laquelle il se déplace à nouveau dans la direction opposée. Lorsque nous tirons, la masse est suspendue légèrement vers le bas et relâchée. Ensuite, il oscille de haut en bas avec la masse chargée, ce qui est un exemple de mouvement harmonique simple.   

Oscillation du bloc dans le liquide

L'oscillation du bloc dans le liquide est également un exemple de mouvement harmonique simple. Lorsque le bloc est poussé un peu dans le liquide et laissé, il commence à osciller de haut en bas dans le liquide en montrant un mouvement harmonique simple.                                                                                       

exemples de mouvements harmoniques simples
Oscillation du bloc dans le liquide

Pendule de torsion

La torsion le pendule est un exemple du mouvement angulaire harmonique simple. Un pendule de torsion est constitué d'un disque suspendu par un fil fin. Lorsqu'il est tordu et relâché, il se déplace d'avant en arrière en exécutant un mouvement harmonique simple. Un pendule de torsion tourne à la place de la balançoire. De tels types de balanciers sont utilisés dans une montre-bracelet mécanique.

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pendule de torsion présentant SHM

Oscillation d'une bille dans une chambre à air

Une boule dans une chambre à air ayant un long cou montre également un mouvement harmonique simple. Supposons que nous considérions une bille dans le col d'une chambre à air contenant une pression d'air. La pression de l'air dans le conteneur est atmosphérique. Si nous enfonçons légèrement la balle dans le col de la chambre à air, la balle commencera à osciller de haut en bas, montrant un simple mouvement harmonique.

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oscillation d'une bille dans une chambre à air montrant SHM

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