Mi okozza az egyszerű harmonikus mozgást?

Mi okozza az egyszerű harmonikus mozgást?
Anonim

Tekintsük a tömeges részecske legegyszerűbb esetét # M # egy rugóhoz csatlakoztatva, állandó erővel # K #.

A rendszer 1 dimenziónak tekinthető az egyszerűsítés érdekében.

Most feltételezzük, hogy a részecske mennyisége eltolódik #x# egyensúlyi helyzetének mindkét oldalán, akkor a rugó természetesen helyreállító erővel bír #F = -kx #

Amikor a külső erőt eltávolítjuk, ez a helyreállító erő hajlamos arra, hogy helyreállítsa a részecske egyensúlyát. Így felgyorsítja a részecskéket az egyensúlyi helyzet felé. Azonban, amint a részecske eléri az egyensúlyt, az erő eltűnik, de a részecske már meggyorsult a korábbi gyorsulás miatt. Így a részecske tovább mozog az egyensúlyi helyzet másik oldala felé, majd ismét egy erő alakul ki, amely visszahúzódik.

Ez volt a csillapító erők hiányában, és a részecske folytatja mozgását az egyensúlyi főzet körül.

Ez az egyszerű harmonikus mozgás.

A rugóerő azonban gyakran nem lineárisan arányos az elmozdulással. Kis mennyiségű elmozdulás esetén azonban a visszaállító erő mindig arányos a részecske elmozdulásával az átlagos helyzetből.