周期运动

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简介

任何观察到的相对于时间和运动物体位置的变化或运动。但是，运动或移动可以发生在直线上，也可以在圆形路径内发生。如果物体据说在直线或曲线上移动，则运动被称为平移。另一方面，改变物体方向的运动被称为旋转运动。需要注意的是，这两种类型的运动在一般的例子中都观察到，例如弹跳球、摇椅等。

运动的定义和类型

定义

相对于物体的运动可以定义为物体在一段时间内从一个地方移动到另一个地方。需要注意的是，物体不处于静止状态（Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu，2022）。

• 简单来说，如果物体随时间推移改变了位置，则称该物体处于运动状态或正在移动，例如飞鸟、移动的火车、行驶的汽车、行走的人群和士兵的游行。然而，它们被称为运动，因为它们不断地随着时间推移改变位置，并且与静止物体相反，例如树木、学校、电线杆或工厂。

  

图1：物体经历的运动

运动的类型

观察到几种类型的运动，如下所示：

直线运动 - 据说在固定方向上发生的运动称为直线运动。

圆周运动 - 据说在圆形路径中发生的运动称为圆周运动。

旋转运动 - 当物体在固定轴上旋转或转动时，据说它处于旋转运动状态。

周期运动 - 在特定时间间隔内重复自身的运动称为周期运动。

图2：运动类型

什么是周期运动？

周期运动可以定义为物体在特定时间段内倾向于重复其运动的运动。物体倾向于遵循相同的路径，不断重复自身，从前后移动，或者可以在圆形路径内进行。需要注意的是，物体在周期运动中遵循的路径可以是线性的、复杂的、圆形的和椭圆形的。

周期运动的特例

图3：摆的简谐运动

周期运动的一个特例是简谐运动或 SHM ''，哥白尼在他的著作《天体运行论》中首次提到它。然而，约瑟夫·傅里叶首先发现了 SHM 的这个概念。具体来说，SHM 是一种振荡运动，物体在固定的路径内移动并重复自身（Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu，2022）。此外，当物体沿直线路径在两个极点之间移动时，可以说 SHM。

• 例如，在摆的情况下，SHM 现象很明显。在给定的图 3 中，摆锤用线从 T 点悬挂，它似乎遵循一条特定的路径，接触两个极点 A 和 B。点 O 被称为静止平衡点。摆锤倾向于从位置 A 移动到 B，进行一次振动，然后从 B 移动到 A 并重复运动。

周期运动的原因

导致周期运动的主要原因是惯性定律。惯性定律指出，物体将处于静止状态或以恒定速度沿直线运动，除非物体受到力的作用（Selftution.com，2022）。

重力的影响是导致周期运动的原因。周期性的原因还取决于线的长度。

周期运动的例子

在我们的日常生活中，我们经历了多种周期运动，例如在摇椅中观察到的运动。弹跳球的运动，音叉中经历的振动，以及在秋千中观察到的运动以及地球绕太阳的旋转，水波的运动。

图4：显示周期运动的球的弹跳

在上图 4 中，显示了显示周期运动的弹跳球，它表明球在特定时间间隔内改变其位置。但是，在时钟内经历的运动也被认为是周期性的，因为时钟的指针似乎在特定时间间隔后重复自身。

周期运动的基本性质

在周期运动现象中观察到的三个主要特征是速度、周期和振幅。速度一词可以定义为矢量量，是位移变化率相对于方向的变化率。弹跳球和摆锤的例子都具有速度。周期定义为物体进行往复运动所需的时间。在摆的情况下，球似乎进行往复周期运动（Oxscience.com，2022）。振幅定义为极点和静止点之间最大位移。然而，摆的振幅是从静止点到摆的末端的距离。

理解恢复力

恢复力可以定义为作用在物体上使其恢复到平衡状态的力。恢复力需要与位移力相反，这将有助于使物体处于静止状态或静止位置。但是，力的量级取决于位移的概念。SHM 也显示了恢复力的现象。需要注意的是，恢复力将与观察到的位移成正比，并且恢复力与物体运动方向相反。

结论

运动在物理学领域是一个非常重要的现象，因为它定义了现实生活中承认的静止和非静止时刻。旋转运动和平移运动在其运动中均有体现。观察到四种类型的运动，其中周期运动非常重要，因为它们决定了地球绕太阳的运动、摆的摆动。但是，需要注意的是，周期运动并不总是振荡运动；振荡运动总是周期运动。

常见问题解答

Q1. 周期运动有哪些应用？

时钟是最常见的显示该现象的设备之一。其他应用方式包括波浪运动、光、音乐和声音。

Q2. 频率的单位是什么？

频率的单位称为赫兹。

Q3. 旋转运动的例子有哪些？

旋转运动的例子有旋转木马、缝纫机、自行车等等。

Q4. 什么是非重复运动？

当物体不遵循任何特定时间进行运动时，则称为非重复运动。

参考文献

网站

Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu，(2022)，周期运动，检索自：http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu [检索日期：2022年6月7日]

Oxscience.com，(2022)，物理学中的运动，检索自：https://oxscience.com [检索日期：2022年6月7日]

Practically.com，(2022)，运动和时间，检索自：https://www.practically.com [检索日期：2022年6月7日]

Selftution.com，(2022)，物理学中各种运动及示例，检索自：https://selftution.com [检索日期：2022年6月7日]