Grundläggande begrepp vid harmonisk svängningsrörelse

Harmonisk svängningsrörelse

Det finns olika sätt att definiera harmonisk svängningsrörelse, men här räcker det att utgå från att en harmonisk svängningsrörelse är en jämn periodisk rörelse, som sker kring ett jämviktsläge och mellan två ytterlägen. Vi bortser även från friktion, och det innebär att rörelsen inte dämpas utan fortsätter svänga på samma sätt hela tiden. Harmonisk svängningsrörelse kallas ”simple harmonic motion” på engelska och förkortas därför ibland SHM.

Periodtid

Tiden det tar att utföra en ”hel rörelse” eller en hel svängning, dvs att objektet går från ett startläge, utför svängningen, och sedan kommer tillbaka till startläget igen, kallas för svängningstid, periodtid eller bara period och betecknas $T$T . 

Amplitud

Avståndet mellan jämviktsläget och ett ytterläge kallas amplitud och betecknas  $A$A . Det övre vändläget har  $y$y-koordinaten  $+A$+A , och det undre vändläget har  $y$y-koordinaten  $-A$−A . Rörelsen pendlar alltså mellan dessa två lägen. Amplituden är ett positivt värde med SI-enheten meter.

Frekvens

Frekvens definieras som antal svängningar per sekund och betecknas med  $f$ƒ   SI-enheten är $\frac{1}{s}$1s   och denna enhet har fått namnet  $1$1  Hz (Hertz).

Vinkelfrekvens eller vinkelhastighet

En harmonisk svängningsrörelse kan kopplas ihop med cirkelrörelse, och detta leder till begreppet vinkelfrekvens eller vinkelhastighet. Detta är hastigheten som vinkeln ökar med under svängningsrörelse, och betecknas med den grekiska bokstaven  $ω$ω . SI-enhet är rad/s.

Elongation

Massans position på  $y$y-axeln kallas elongation och betecknas med $y$y . Elongationen kan också sägas vara massans avvikelse från jämviktsläget. En harmonisk svängningsrörelse kan beskrivas med en sinusfunktion, och detta ger att elongationen kan uttryckas som:

 $y=A\sin\theta$y=Asinθ