Mikä aiheuttaa yksinkertaista harmonista liikettä?

Mikä aiheuttaa yksinkertaista harmonista liikettä?
Anonim

Tarkastellaan yksinkertaisinta tapausta hiukkasesta # M # kiinnitetty jouselle, jolla on voimavaki # K #.

Järjestelmää pidetään 1-ulotteisena yksinkertaistamista varten.

Oletetaan nyt, että hiukkanen siirtyy määrällä # X # sen tasapainoaseman kummallakin puolella, jousella on luonnollisesti palautusvoima #F = -kx #

Aina kun ulkoinen voima poistetaan, tämä palautusvoima pyrkii palauttamaan partikkelin sen tasapainoon. Siten se kiihdyttää hiukkasia kohti tasapainotilaa. Kuitenkin heti, kun hiukkanen saavuttaa tasapainon, voima häviää, mutta hiukkanen on jo saavuttanut jonkin verran nopeutta aikaisemman kiihdytyksen vuoksi. Siten hiukkanen liikkuu edelleen tasapainoasennon toista puolta kohti ja sitten taas kehittyy voima, joka pyrkii vetämään sen takaisin.

Tämä oli, kun ilman vaimennusvoimia, hiukkanen jatkuu eteenpäin ja edestakaisin tasapaino-juoma.

Tämä on yksinkertainen harmoninen liike.

Jousivoimat eivät kuitenkaan usein ole lineaarisesti suhteessa siirtoon. Pieniä määriä siirtymää varten palautusvoima voidaan kuitenkin aina olla verrannollinen hiukkasen siirtymiseen keskimääräisestä sijainnista.