Осцилација и периодично кретање у физици

Осцилација се односи на понављано кретање нечега између два положаја или стања. Осцилација може бити периодично кретање које се понавља у редовном циклусу, као што је синусни талас- талас са сталним кретањем као што је љуљање њихала са стране на страну, или кретање опруге према доле с тежином. Осцилирајуће кретање догађа се око равнотежне тачке или средње вредности. Такође је познато и као периодично кретање.

Појединачна осцилација је потпуно кретање, било горе или доле или бочно у страну, током одређеног временског периода.

Осцилатор је уређај који показује кретање око тачке равнотеже. У клатну са клатном долази до промене потенцијалне енергије у кинетичке енергије са сваким замахом. На врху замаха, потенцијална енергија је на максимуму и та се енергија претвара у кинетичку енергију док пада и покреће се назад на другу страну. Сада опет на врху, кинетичка енергија је пала на нулу, а потенцијална енергија је поново велика, напајајући повратни замах. Фреквенција замаха преводи се путем зупчаника како би се означило време. Клатно ће временом изгубити енергију на трење ако сат не поправи опруга. Модерни сатови користе вибрације кварца и електронских осцилатора, а не кретање клатна.

Осцилирајуће кретање у механичком систему окреће се на страну. Може се превести у ротационо кретање (окреће се у круг) помоћу прорезног механизма. Ротационо кретање се може променити у осцилирајуће кретање истом методом.

Осцилирајући систем је објект који се креће напријед-назад, након што се опетовано враћа у првобитно стање након неког времена. У равнотежној тачки на објекат не делују нето силе. Ово је тачка у љуљању клатна када је у вертикалном положају. Стална сила или обнављавајућа сила делује на објект да би створио осцилирајуће кретање.

• Амплитуда је максимално помицање од равнотежне тачке. Ако се клатно љуља за центиметар од тачке равнотеже пре него што започне повратни пут, амплитуда осцилације износи један центиметар.
• Раздобље је вријеме које је потребно за потпуни обилазак објекта, враћање у почетни положај. Ако клатно започне с десне стране и траје једна секунда да би се кретала скроз лево, а друга секунда да се врати удесно, његов период је две секунде. Период се обично мери у секунди.
• Фреквенција је број циклуса по јединици времена. Фреквенција једнака је дељеној са периодом. Фреквенција се мери у Хертз-у или у циклусима у секунди.

Кретање једноставног хармоничног осцилирајућег система - када је сила враћања директно сразмерна с силама помицање и дјелује у смјеру супротном од кретања - може се описати помоћу синуса и косинуса функције. Пример је тежина причвршћена на опругу. Када је тежина у мировању, она је у равнотежи. Ако се тежина повуче, на телу (потенцијална енергија) постоји нето обнављајућа сила. Када се ослободи, добија снагу (кинетичку енергију) и наставља да се креће изван тачке равнотеже, добијајући потенцијалну енергију (обнављајући силу) која ће је покретати да се опет осцилира.

• Фитзпатрицк, Рицхард. "Осцилације и таласи: увод", друго издање. Боца Ратон: ЦРЦ Пресс, 2019.
• Миттал, П.К. „Осцилације, таласи и акустика.“ Њу Делхи, Индија: И.К. Међународна издавачка кућа, 2010.