Movimento Harmônico Simples vs Movimento Periódico
Movimentos periódicos e movimentos harmônicos simples são dois tipos de movimentos muito importantes no estudo da física. Um movimento harmônico simples é um bom modelo para entender os movimentos periódicos complexos. Este artigo explicará o que são o movimento periódico e o movimento harmônico simples, suas aplicações, semelhanças e, finalmente, suas diferenças.
Movimento Periódico
Um movimento periódico pode ser considerado como qualquer movimento que se repete em um período de tempo fixo. Um planeta girando em torno do sol é um movimento periódico. Um satélite orbitando ao redor da Terra é um movimento periódico, mesmo o movimento de uma bola de equilíbrio é um movimento periódico. A maioria dos movimentos periódicos que encontramos são circulares ou semicirculares. Um movimento periódico tem uma frequência. A frequência significa quão “frequente” o evento ocorre. Para simplificar, consideramos a frequência como as ocorrências por segundo. Os movimentos periódicos podem ser uniformes ou não uniformes. Um movimento periódico uniforme pode ter uma velocidade angular uniforme. Funções como modulação de amplitude podem ter períodos duplos. São funções periódicas encapsuladas em outras funções periódicas. O inverso da frequência do movimento periódico dá o tempo para um período. Movimentos harmônicos simples e movimentos harmônicos amortecidos também são movimentos periódicos.
Movimento Harmônico Simples
O movimento harmônico simples é definido como um movimento que assume a forma de a=– (ω2) x, onde “a” é a aceleração e “x” é a deslocamento do ponto de equilíbrio. O termo ω é uma constante. Um movimento harmônico simples requer uma força restauradora. A força restauradora pode ser uma mola, força gravitacional, força magnética ou uma força elétrica. Uma oscilação harmônica simples não emitirá nenhuma energia. A energia mecânica total do sistema é conservada. Se a conservação não se aplicar, o sistema será um sistema harmônico amortecido. Existem muitas aplicações importantes de oscilações harmônicas simples. Um relógio de pêndulo é um dos melhores sistemas harmônicos simples disponíveis. Pode-se mostrar que o período da oscilação não depende da massa do pêndulo. Se fatores externos, como a resistência do ar, afetarem o movimento, ele será eventualmente amortecido e parará. Uma situação da vida real é sempre uma oscilação amortecida. O sistema massa-mola também é um bom exemplo para a oscilação harmônica simples. A força criada pela elasticidade da mola atua como força restauradora neste cenário. O movimento harmônico simples também pode ser entendido como a projeção de um movimento circular com velocidade angular constante. No ponto de equilíbrio, a energia cinética do sistema torna-se máxima e, no ponto de retorno, a energia potencial torna-se máxima e a energia cinética torna-se zero.
Qual é a diferença entre Movimento Periódico e Movimento Harmônico Simples?
• Movimento harmônico simples é um caso especial de movimento periódico.
• Movimento harmônico simples requer uma força restauradora, mas pode haver movimentos periódicos, sem forças restauradoras.
• Um movimento harmônico simples conserva sua energia mecânica total, mas um sistema periódico não precisa necessariamente fazê-lo.
