Basit harmonik hareket, geri çağrıcı bir kuvvet şeklinde bilinir. Bu kuvvet biçiminde isimlerin orantılı olarak periyodik yer değiştirme hareketini de tanımlar.
Basit Harmonik Hareket Nedir?
Düzgün dairesel hareket yapan bir cismin kendi çapı üzerinde meydana getirdiği izdüşüm bulunur. Bu izdüşümün ortaya çıkardığı hareket, basit harmonik hareket olarak adlandırılır.
Söz konusu fizik ünitesinde uzanım ve genlik kavramları karşımıza çıkar. Doğrusal bir düzlemde cisimlerin eksi ve artı yönünde gidip gelerek basit harmonik hareket oluşturdukları bilinir. Bu hareketi yapan cismin, herhangi bir zaman diliminde denge konumu olan O noktasına olan vektörel uzaklığına uzanım denilir. Bunun birimi metredir. Uzanımın sahip olacağı en büyük değer ise genlik olarak ifade edilir.
Basit Harmonik Hareket Ne İşe Yarar?
Ucunda kütle asılı olan bir yayı yukarı doğrultuda sıkıştırdığımız zaman şu meydana gelir: Cisime, denge konumuna doğru etki eden geri çağırıcı kuvvetin etkisiyle yay hareket etmeye başlamaktadır. Bu kuvvetin etkisi azalsa dahi hız giderek artar. Denge konumundaki cisim maksimum hıza ulaşır ve düşey yukarı yönde hareketlenir.
Geri çağırıcı kuvvetin tekrar ortaya çıkışı, cismin denge konumundan uzaklaşması sonucu olur. Sözü edilen kuvvet, denge konumu yönünde büyüklüğü artacak şekilde meydana gelir. Geri çağırıcı kuvvet, cismin hızını azaltarak bir noktada durmasını sağlamaktadır. Kısacası sürtünmenin olmadığı ortamda bir cismin iki nokta arasında gidip gelme hareketine basit harmonik hareket denilmiştir.
İki nokta arasında salınım yapan cismin ortaya çıkardığı görüntü bile basit harmonik harekete dahil edilir. Örneğin çembersel bir hareket yapan cisim düşeyde yahut yatay düzlemde izdüşüm görüntüsü meydana getirir. Bu görüntünün yaptığı harekete de basit harmonik hareket adı verilir.
Basit Harmonik Harekette Periyot
Fizik alanında periyot büyük T harfi ile simgelenmektedir. Periyodun basit harmonik harekette önemli bir işlevi vardır. Bu hareketi yapan bir cismin bir noktadan aynı yönde ve art arda yaptığı geçişlerde akıp giden zamana periyod denilir.
Hareket eden herhangi bir şeyin hareketi sürekli tekrarlandığında, bu tekrar etme süresi periyod şeklinde ortaya çıkar. Periyot bir zaman diliminin göstergesi şeklinde kendini göstermektedir. Periyodun SI’ da birimi saniye olarak karşımıza çıkar. Basit harmonik hareket ortaya çıkara bir cismin bir saniye içindeki salınım sayısı frekans adıyla ifade edilir.
Basit Harmonik Hareket Formülleri
Fiziğin en önemli konuları arasında yerini alan basit harmonik hareket, temel kavramlar etrafında şekillenir. Bu kavramlar frekans, periyot, uzanım, genlik olmaktadır. Bunların ne anlama geldikleri yukarıda anlatılmaktadır.
Basit harmonik hareket formülleri hız, ivme ve kuvvet üzerinden çözüme kavuşturulur. Hız bazında formüle baktığımız zaman karşımıza şu çıkar: Bu hareke türünde cismin hızı genlik noktalarında sıfır olur. Denge konumunda ise maksimum seviyeye çıkar. Cismin konum denklemi şöyle bulunur: Uzanım= genlik. sin. açısal hız. t şeklindedir.
Hız-zaman denklemine ait formülün türevi, ivme denklemini doğurur. Bu denklemde V= w.r. Cos wt. olmaktadır. Basit harmonik harekette esas işlevi kuvvet yürütmektedir. Dinamiğin temel ilkesi sayılan F= m.a gereğince a= -w2. x formülü yerine yazıldığında; F= -m.w2.x formülü meydana gelir.
Basit harmonik hareketin frekans ve periyot formülleri de vardır. Bu formüller, detayları verilen frekans ve periyot kavramlarının basit harmonik hareketteki konumu ile bağlantılıdır.