Co powoduje prosty ruch harmoniczny?

Co powoduje prosty ruch harmoniczny?
Anonim

Rozważmy najprostszy przypadek cząstki masy # m # przymocowane do sprężyny ze stałą siłą # k #.

System jest uważany za 1 wymiarowy dla uproszczenia.

Załóżmy teraz, że cząstka jest przesunięta o pewną ilość # x # po obu stronach jego pozycji równowagi sprężyna naturalnie wywiera siłę przywracającą #F = -kx #

Ilekroć siła zewnętrzna jest usuwana, ta siła przywracająca ma tendencję do przywracania cząstki do równowagi. W ten sposób przyspiesza cząstkę do pozycji równowagi. Jednak gdy tylko cząstka osiągnie równowagę, siła znika, ale cząstka osiągnęła już pewną prędkość z powodu wcześniejszego przyspieszenia. W ten sposób cząstka nadal porusza się w kierunku drugiej strony pozycji równowagi, a następnie znowu rozwija się siła, która ma tendencję do jej odciągania.

Było to, przy braku sił tłumiących, cząstka kontynuuje ruch do i wokół eliksiru równowagi.

To właśnie stanowi prosty ruch harmoniczny.

Jednakże siły sprężynowe często nie są proporcjonalne liniowo do przemieszczenia. Jednak przy małych ilościach przemieszczenia, siła przywracająca zawsze może być proporcjonalna do przemieszczenia cząstki ze średniej pozycji.