Võnkumine vs vibratsioon
Heli ja liikumise füüsikamaailmas on võnkumise ja vibratsiooni mõistetel oluline koht. Meie igapäevaelus on näha nii võnkumist kui ka vibratsiooni ning mõnikord on need kasulikud ja mõnikord kahjulikud. Keha võnkumine toimub üldiselt edasi-tagasi, kuid vibratsioon võib olla igas suunas. Võnkumine on kindel vahemaa, mille läbib liikumine oma tasakaaluasendi ümber, vibratsiooni all mõeldakse keha liikumisest tingitud füüsilist muutust. Pendelkella kõigutamises on näha võnkumist ja kitarri keele näppimisel vibratsiooni.
Mis on oscillatsioon?
Võnkumine on keha liikumine puhkekohast maksimaalsele kaugusele, mida see ühelt poolt suudab läbida, teisele poole maksimaalsele kaugusele ja tagasi puhkekohta. Maksimaalne vahemaa, mille keha läbib mõlemal pool oma puhkekohta, on võrdne tema puhkekohast ja seda nimetatakse amplituudiks või maksimaalseks nihkeks. Keha puhkepunkti nimetatakse selle tasakaaluolekuks. Võnkumisel on kindel ajavahemik, mis tähendab, et kehal kulub ühe võnke sooritamiseks kindel aeg ja see jääb samaks kõigi võnkumiste puhul, kui süsteemile ei mõju välisjõud. Seda nimetatakse perioodiliseks liikumiseks ja ühe võnke sooritamiseks kuluv aeg on selle sagedus.
Mis on vibratsioon?
Keha vibratsioon on keha liikumine oma keskmise asendi ümber ja see võib olla lineaarne, ringikujuline, perioodiline või mitteperioodiline. Kui kehale rakendatakse välist jõudu, nihkuvad selle aatomid oma keskmisest asendist ja oma sidumisjõu tõttu kipuvad pöörduma tagasi oma keskmisse asendisse ning liikumisel kogunenud impulsi tõttu kipuvad nad liikuma oma keskmisest asendist mööda vastaskülg ja see nähtus jätkub, kuni hõõrdumine ammendab kogu nende energia peatamiseks. See aatomite liikumine põhjustab keha vibratsiooni ja vibratsioon peatub, kui aatomid peatuvad keskmises asendis. Vibratsiooni rakendamist kasutatakse kõigis muusikariistades, mida mängitakse keelpillide kitkumisega. Kõlarid töötavad vibreeriva diafragma tõttu ja heli kuuleme trummide vibratsiooni tõttu. Müra tekitav vibratsioon võib olla meile väga kahjulik. Mehaaniline vibratsioon põhjustab masinaosade kiiret kulumist.
Võnkumise ja vibratsiooni erinevus
• Võnkumine on keha kindel nihkumine vahemaa või aja mõistes, kusjuures vibratsiooniks on kehas võnkumisest tingitud liikumine.
• Võnkumine toimub füüsilistes, bioloogilistes süsteemides ja sageli ka meie ühiskonnas, kuid vibratsiooni seostatakse ainult mehaaniliste süsteemidega.
• Keha võnkumine hajutab energiat hõõrdumise tõttu, mis aeglustab seda ja lõpetab lõpuks liikumise, kuid selle saab välise jõu rakendamisel muuta pidevaks. Vibratsioonid kipuvad lõppema pärast aatomite kogu energia hajumist.
• Keha võnkumist kasutatakse liikumise olemuse uurimiseks ja erinevate energiatasemete arvutamiseks liikumise ajal, kuid vibratsioonil on tööstuses mitmesuguseid rakendusi.
• Võnkumine on seotud ühe kehaga, kus vibratsioon on aatomite kollektiivse võnkumise tulemus.
