Svingninger

Svingninger er periodiske bevægelser. Ofte vil svingninger kunne beskrives af en sinusbølge, altså en glat bevægelse mellem to yderpunkter.

Et eksempel er et penduls svingninger. Når pendulet er sat i gang, vil det svinge mellem to yderpunkter. Punktet mellem de to yderpunkter kaldes hvilestillingen, hvilket ganske naturligt også er der, hvor pendulet vil hvile, når det ikke svinger.

Et pendul med sinus-bevægelsen illustreret nedenunder.

Ovenstående figur viser hvordan pendulets svingninger kan beskrives af en bølge. Derfor kan svingninger beskrives med de samme termer som man bruger for bølger. En svingning har en amplitude, som er afstanden mellem hvilestillingen og et yderpunkt. Man kan også måle amplituden fra yderpunkt til yderpunkt. Dette kaldes svingningens spids-til-spids amplitude.

Et penduls svingninger er et eksempel på en dæmpet svingning. Det betyder at yderpunkterne vil nærme sig hinanden mere, indtil pendul bliver stående i hvileposition. Amplituden vil altså blive mindre og mindre for hver svingning. Dette sker fordi pendulet mister energi til luftmodstand og andre fysiske faktorer, hver gang det svinger. Pendulet bliver altså dæmpet i dets svingning. I den fysiske verden vil langt de fleste systemer have brug for konstant at blive tilført energi, for at svingningerne ikke bliver dæmpet.

Svingninger har også en frekvens, hvilket er antallet af svingninger frem og tilbage der sker per sekund.

Svingningstid

Svingningstid er en anden egenskab som svingninger deler med bølger. Svingningstid kaldes også svingningens periode. Svingningstiden er den tid, det tager at gennemføre en svingning, altså tiden fra et yderpunkt til svingningen når tilbage til samme yderpunkt. Svingningstiden kan beregnes ud fra frekvensen og omvendt. Svingningstiden beregnes med følgende formel:

Frekvens kan beregnes ved at bytte om på svingningstid og frekvens i formlen.

Harmonisk svingning

Harmonisk svingning er svingninger, der bevæger sig efter en sinusfunktion. Generelt behøver svingninger ikke holde sig til en sinuskurve, så en harmonisk svingning er altså en bestemt gruppe af svingninger med pæne sinus bevægelser. Fordi harmoniske svingninger altid bevæger sig efter samme kurve, kan de beskrives med en generel funktion:

x er afstanden fra hvilestillingen

A er den harmoniske svingnings amplitude

ω (det græske bogstav omega) er den såkaldte vinkelfrekvens, som er lig 360 gange svingningens frekvens, hvis man regner sinusfunktionen i grader, og to Pi gange svingningens frekvens, hvis man regner sinusfunktionen i radianer.

t er tidsvariblen

Funktionen giver os altså, hvor på sin kurve svingningen er til et bestemt tidspunkt, hvilket gør os i stand til at tegne en graf og svingningerne. Når en harmonisk svingning beskrives af en sinusfunktion vil det ene yderpunkt være den yderste positive funktionsværdi og det andet yderpunkt den yderste negative funktionsværdi.