Что вызывает простое гармоническое движение?

Что вызывает простое гармоническое движение?
Anonim

Рассмотрим простейший случай частицы массы # М # прикреплен к пружине с постоянной силой # К #.

Система считается одномерной для упрощения.

Теперь предположим, что частица смещена на величину #Икс# по обе стороны от его положения равновесия, тогда пружина естественным образом оказывает восстанавливающее усилие #F = -kx #

Всякий раз, когда внешняя сила удаляется, эта восстанавливающая сила стремится вернуть частицу к ее равновесию. Таким образом это ускоряет частицу к равновесному положению. Однако, как только частица достигает равновесия, сила исчезает, но частица уже набрала некоторую скорость из-за предыдущего ускорения. Таким образом, частица продолжает двигаться к другой стороне положения равновесия, и затем снова возникает сила, стремящаяся оттянуть ее назад.

При отсутствии демпфирующих сил частица продолжает движение туда-сюда вокруг равновесного зелья.

Это то, что составляет простое гармоническое движение.

Однако силы пружины часто не линейно пропорциональны смещению. Однако для небольших величин смещения всегда можно обнаружить, что восстанавливающая сила пропорциональна смещению частицы из среднего положения.