Mişcarea armonică simplă
Mişcarea oscilatorie rezultă din interacţiunea a două forţe de tendinţă contradictorie – forţa cvasielastică şi cea inerţială. Sistemele oscilante mecanice conţin deci elemente de acumulare a energiei potenţiale, elemente în care se evidenţiază energia cinetică şi altele în care poate avea loc o disipare a energiei.
Într-o primă aproximaţie, se consideră că aceste funcţiuni sunt îndeplinite de câte un singur component ideal distinct al sistemului de tipul resort elastic, masă rigidă şi amortizor. În realitate, sistemele oscilante au parametri distribuiţi, situaţie în care se recurge la modele cu două sau mai multe mase distincte. Numărul parametrilor independenţi, necesari pentru a defini în orice moment poziţiile acestor mase faţă de o poziţie de referinţă, reprezintă numărul de grade de libertate al sistemului.
Cea mai simplă mişcare vibratorie posibilă este mişcarea pe o singură direcţie a masei rigide controlate de un resort elastic. Un asemenea sistem se numeşte sistem masă-resort cu un singur grad de libertate. Dacă masa respectivă se îndepărtează forţat de poziţia de echilibru, iar apoi este lăsată să liberă, resortul va întoarce masa în poziţia de echilibru, dar până în momentul echilibrului masa va avea o energie cinetică, care va face resortul să se întindă şi să se comprime repetat.
În figura următoare apare graficul deplasării masei rigide în funcţie de timp.
Dacă în sistem nu ar exista frecare, oscilaţia ar continua cu aceeaşi amplitudine şi cu aceeaşi perioadă la infinit. Totuşi, în practică nu există aşa ceva. În orice sistem mecanic există frecare, lucru care face ca amplitudinea vibraţiei să scadă gradat, iar energia să se transforme în căldură.
Definiţiile următoare se aplică mişcării armonice simple:
T = Perioada undei
Perioada este timpul necesar parcurgerii unui ciclu. Perioada se măsoară în secunde, sau milisecunde în funcţie de cât de des se modifică unda.
F = frecvenţa undei, = 1/T
Frecvenţa este numărul de cicluri efectuate într-o secundă şi este invers proporţională cu perioada şi se măsoară în (Hz), denumire dată după cercetătorul german, Heinrich Hertz.