7 Esempi di oscillatori armonici: approfondimenti e fatti esaustivi

Gli esempi di oscillatori armonici includono anche esempi meccanici; alcuni includono esempi elettrici e sistemi che eseguono il movimento armonico semplice.

Citati inoltre sono alcuni oscillatore armonico esempi:

Pendolo

Il pendolo è un peso sospeso dal punto dell'asse per il suo libero flusso oscillante lateralmente. Quando questo pendolo viene soppiantato dalla sua posizione di equilibrio, inizia a oscillare lateralmente avanti e indietro. L'oscillazione è regolare ed è in moto armonico semplice.

Qualsiasi sistema che agisce in un semplice movimento armonico è soggetto a un oscillatore armonico. Un semplice l'oscillatore armonico è un tipo di oscillatore armonico. Si dice che un sistema è in oscillazione armonica semplice quando la forza di ripristino è proporzionale allo spostamento.

In un pendolo, la forza di ripristino gioca un ruolo vitale. Il pendolo è talvolta chiamato pendolo. Ora, quando il peso viene spostato dalla sua posizione di equilibrio, oscilla avanti e indietro armonicamente.

La forza di ripristino agisce sul pendolo in modo che l'oscillazione del pendolo diminuisca lentamente e l'ampiezza diminuisca. Un altro punto significativo da ricordare è che la legge di Hook attribuisce a questo oscillazione del pendolo.

esempi di oscillatori armonici
"File: Foucault pendolo animato.gif" by DemonDeLuxe (Dominique Toussaint) è sotto licenza CC BY-SA 3.0

Subwoofer

Un subwoofer è un dispositivo creato per produrre frequenze basse. Ha frequenze audio che sono basse. Si dice che la membrana in un subwoofer produca armoniche oscillazioni quando il subwoofer fornisce una bassa frequenza audio.

Il subwoofer è un dispositivo che si trova sotto un oscillatore guidato. La membrana in un subwoofer oscilla con ampiezza costante producendo un'oscillazione armonica nel processo. Quindi questo è un eccellente esempio di oscillatore armonico.

All'interno di un subwoofer è presente un cono del driver, che vibra quando amplifica la corrente elettrica in suono. Questo suono non è altro che il risultato dell'oscillazione armonica avanti e indietro. E il suono è la frequenza base bassa con un tono basso.

Conosciamo la configurazione di un subwoofer e come funziona, ma anche noi bisogno di sapere la presenza di un cono di guida. Il cono del driver è la parte meccanica di qualsiasi sistema di altoparlanti. Questo converte l'energia elettrica in suono creando uno spazio d'aria all'interno. E questo dà oscillazioni armoniche.

subwoofer
“Cerchio quadrato – Subwoofer” by chrismetcalfTV è sotto licenza CC BY 2.0

Circuito RLC

In un circuito RLC l'introduzione di un resistore fornisce l'oscillazione armonica come fa la combinazione LC. Questo resistore riduce le oscillazioni nel circuito, quindi, producendo una bassa frequenza di base e diminuendo la frequenza di risonanza di picco.

Il resistore aggiunto in un circuito RLC riduce le oscillazioni armoniche. E questo è noto come smorzamento. Lo smorzamento è quello che riduce le oscillazioni, lasciandole decadere. Quindi, affinché un circuito RLC agisca in modo appropriato come oscillatore armonico, il resistore dovrebbe essere aggiunto in parallelo e in serie.

Quindi, in parallelo, il resistore dovrebbe essere aggiunto in modo tale che le oscillazioni non decadano. E in serie il resistore deve essere aggiunto in piccolo in modo che la resistenza nei circuiti sia ridotta il più possibile, in modo che lo smorzamento non influisca sulle oscillazioni.

Modificando la resistenza in base a o equivalentemente decidendo il fattore di smorzamento modificando la resistenza in un circuito, è possibile sollevare e risolvere problemi come la perdita dielettrica nelle bobine e nei condensatori.

Fondamentalmente, in un oscillatore RLC entrano in gioco due tipi di oscillatori, l'oscillatore meccanico e l'oscillatore elettrico. Una delle caratteristiche principali del circuito RLC è che decade anche durante le oscillazioni. L'oscillatore pilotato fornisce un segnale sinusoidale attraverso oscillazioni armoniche risultanti in un'onda sinusoidale invece di un'onda quadra.

Sistema a molla di massa

Una massa-molla è il sistema in cui altre due masse sono sospese da un supporto rigido. E vengono valutate le oscillazioni della massa dalla sua posizione di equilibrio avanti e indietro.

Ad esempio, consideriamo due molle aventi due masse, ciascuna sospesa al supporto rigido. La costante della molla per entrambe le molle sarebbe la stessa, ma la massa potrebbe essere diversa. Quando una massa che pesa più dell'altra massa pesa di più è sospesa, il periodo delle oscillazioni varia.

La massa più piccola oscillerà armonicamente meno della massa che è maggiore della massa meno sospesa. La configurazione delle masse può essere spiegata dalle coordinate generali dei due sistemi.

Questo viene fatto considerando quanto i sistemi oscillano avanti e indietro dalla loro posizione di equilibrio, arrivando infine a fermarsi a causa della forza di ripristino che agisce su di essi naturalmente.

Il sistema massa-molla è generalmente utilizzato in apparecchiature in cui la parte vibrante è distanziata dall'elemento di supporto. Ad esempio, in un sistema di tetto leggero, questo concetto di massa-molla viene inserito per separarlo da qualsiasi apparecchiatura rumorosa soggetta a vibrazioni elevate.

molla di massa più veloce
"File:Animated-mass-spring-faster.gif" by Svjo è sotto licenza CC BY-SA 3.0

Bungee Jumping

Il bungee jumping è un eccellente esempio di oscillazione armonica. Inoltre, questo mostra le semplici oscillazioni armoniche in un modo migliore. Le oscillazioni su e giù della corda elastica dalla sua posizione di equilibrio spiegano chiaramente le semplici oscillazioni armoniche presenti nel sistema.

Il concetto di base dell'oscillazione armonica nel bungee jumping è che l'oscillazione si verifica dopo la caduta libera del jumper. Il ponticello è legato alla corda elastica, che si muove su e giù dalla posizione di equilibrio. Il peso da sospendere nel cavo è conforme alla lunghezza del cavo. In questo modo viene rispettata la Legge di Hooke (F=kx).

Il ponticello sperimenta una caduta libera, dopo di che l'oscillazione armonica entra in azione. Il ponticello si muove su e giù, cosa che accade quando la corda elastica oscilla avanti e indietro dalla posizione di equilibrio.

bungee jumping
"Bungee Jumping al Peal Qatar" by SJ Byles è sotto licenza CC BY-SA 2.0

Culla

Cradle mostra il semplice moto armonico in gioco. Una sola spinta data alla culla la fa oscillare avanti e indietro dalla sua posizione di equilibrio.

Quando la culla riceve anche una leggera spinta, oscilla avanti e indietro dalla posizione di equilibrio. E questo si ferma quando le oscillazioni diminuiscono, riducendo l'ampiezza. Il movimento avanti e indietro è periodo e si dice che abbia oscillazioni armoniche semplici.

culla
“Austria-03324 – Culla del figlio di Napoleone” by arciere10 (Dennis) è sotto licenza CC BY-SA 2.0

Percezione uditiva

La percezione uditiva è anche conosciuta come senso dell'udito negli esseri umani. Questo processo viene eseguito quando onde sonore entrare nel timpano provocando le vibrazioni avanti e indietro e, infine, il suono viene udito dal nostro orecchio umano.

Le onde sonore viaggiano attraverso la membrana del condotto uditivo, oscillando avanti e indietro moto periodico. Questo è chiamato moto armonico semplice (oscillazione). Entrambi i timpani oscillano avanti e indietro per quattro cicli e sono associati al movimento degli occhi. 

orecchio umano
"Orecchio" by naikalieva è sotto licenza CC BY-SA 2.0

Questi esempi sopra citati ci aiutano a comprendere meglio il concetto di oscillazioni armoniche.

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