15.6: Moto armonico semplice e moto circolare uniforme

Mentre il moto armonico semplice e il moto circolare uniforme possono essere due concetti separati, sono correlati e interconnessi tra loro. Il moto armonico semplice è un moto oscillatorio in un sistema in cui la forza netta può essere descritta dalla legge di Hooke, mentre il moto circolare uniforme è il movimento di un oggetto in un percorso circolare a velocità costante.

C’è un modo semplice per produrre un semplice movimento armonico usando un movimento circolare uniforme. Ad esempio, si consideri una sfera attaccata a un giradischi verticale che ruota uniformemente, con la sua ombra proiettata sul pavimento. Qui, la posizione dell’ombra, nota anche come proiezione, esegue un semplice movimento armonico. La legge di Hooke di solito descrive moti circolari uniformi (⍵ costanti) piuttosto che sistemi che hanno grandi spostamenti visibili. Pertanto, osservare la proiezione di un moto circolare uniforme è spesso più facile che osservare un preciso oscillatore armonico semplice su larga scala.

Un altro esempio è un giradischi sottoposto a un movimento circolare uniforme. Considera un’asta di tassello attaccata a un punto sul bordo esterno di un giradischi e una penna attaccata all’altra estremità del tassello. Mentre il giradischi gira, la penna si muove. Se trasciniamo un lungo pezzo di carta sotto la penna, il suo movimento viene catturato come un’onda. Da ciò, si può capire che il moto armonico semplice è una proiezione del moto circolare uniforme lungo il diametro di un cerchio in cui si verifica il moto circolare.

Questo testo è adattato da Openstax, College Physics, Sezione 16.6: Moto Circolare Uniforme e Moto Armonico Semplice e Openstax, University Physics Volume 1, Sezione 15.3: Confronto tra moto armonico semplice e moto circolare.