Füüsikaline maailmapilt
uurimise saab taandada harmoonilistele võnkumistele.
9.1. Harmooniline võnkumine
Harmooniliseks nimetatakse võnkumist, mida kirjeldab siinus- või koosinusfunktsioon.
Puhast harmoonilist võnkumist looduses ei esine, küll aga peaaegu harmoonilist.
Harmooniliselt võnkuvateks võib pidada vedrupendlit ja niidi otsas rippuvat kuuli, kui ei
arvesta õhutakistust ja energiakadusid deformatsioonile.
Puhast harmoonilist võnkumist näeme, kui jälgime ühtlaselt ringjoonel liikuva keha
variprojektsiooni.
Liikugu mingi punktmass ühtlaselt ringjoonel raadiusega x0, nurkkiirus olgu .
Projekteerime selle liikumise vertikaalsele x-teljele.
Sellisel juhul hakkab punktmassi projektsioon võnkuma piki x-telge x0 ja x0 vahel.
Punktmassi projektsiooni asendit kirjeldab kaugus tasakaalu asendist x = x0sin .
Nurkkiiruse definitsioonist saame, et = t. Seega
x = x0sin t .
See ongi harmoonilist võnkumist kirjeldav võrrand, kus