Kmitavý pohyb. Kinematika kmitavého pohybu
Opakujúci sa pohyb, pri ktorom teleso pravidelne prechádza rovnovážnou polohou, sa nazýva kmitavý pohyb. Zariadenie, ktoré môže po vychýlení z rovnovážnej polohy voľne kmitať, nazývame mechanický oscilátor. Príklady mechanických oscilátorov sú na obrázku:
Vzdialenosť kmitajúceho telesa od rovnovážnej polohy sa mení periodicky s časom. Táto vzdialenosť sa nazýva okamžitá výchylka. Okamžitá výchylka sa označuje a keďže sa jedná o vzdialenosť, jej základnou jednotkou je meter. Grafickým vyjadrením závislosti okamžitej výchylky od času je časový diagram kmitavého pohybu.
Kmitavý pohyb, ktorého časový diagram má tvar sínusoidy, sa nazýva jednoduchý kmitavý pohyb alebo harmonický kmitavý pohyb.
Pri kmitavom pohybe sa odvádzajú vzťahy pre opis pohybu porovnaním kmitavého pohybu s rovnomerným pohybom po kružnici. Ak sa hmotný bod pohybuje rovnomerne po kružnici, koná jeho priemet do zvislého smeru harmonický kmitavý pohyb.
Z obrázka priamo môžeme odvodiť vzťah pre okamžitú výchylku harmonického kmitavého pohybu
kde veličina je najväčšia vzdialenosť hmotného bodu od rovnovážnej polohy, teda najväčšia okamžitá výchylka – amplitúda výchylky.
Veličina je okamžitá fáza kmitavého pohybu.