Виждали ли сте някога движение на махало или пружина? Двете движения, които наблюдавате, се класифицират като прости хармонични движения. Това е движение напред-назад около точката на равновесие. Ако обърнете внимание, махалото има точка на равновесие в средата, защото въпреки че скоростта му намалява, махалото пак ще се движи около точката на равновесие.
Обикновеното хармонично движение има фиксирана амплитуда (максимално отклонение) и честота. Това движение е периодично. Всяко движение ще се случва многократно и редовно в същия интервал от време.
При простото хармонично движение получената сила има същата посока, а именно към точката на равновесие. Тази сила се нарича възстановяваща сила. Размерът на възстановителната сила е право пропорционален на положението на обекта към точката на равновесие.
Някои от характеристиките на това движение включват графика на положението на частицата като функция от времето под формата на синус или косинус. Това движение може да се види и от уравнението на отклонението, уравнението на скоростта, уравнението на скоростта и енергийното уравнение на движението.
(Прочетете също: Количества в концепцията за право движение)
Въз основа на тези характеристики, простото хармонично движение има отклонение, скорост, ускорение и енергия.
Отклонение
Обикновеното хармонично отклонение може да се разглежда като проекция на частици, движещи се в правилни кръгове върху диаметъра на кръга. По принцип уравнението на отклонението при това движение е както следва.
y = отклонение на вибрациите (m)
ω = ъглова скорост (rad / s)
T = период (и)
f = честота (Hz)
t = време (а) за пътуване
A = максимална амплитуда / отклонение (m)
Скорост
Скоростта е първата производна на позицията. При обикновено хармонично движение скоростта се получава от първата производна на уравнението на отклонението. Уравнението на скоростта може да бъде описано както следва.
Ускорение
Ускорението на обикновен хармоничен движещ се обект може да се получи от първата производна на уравнението на скоростта или от втората производна на уравнението на отклонението. Уравнението на ускорението може да се получи, както следва.
Максималното отклонение има стойност, равна на амплитудата (y = A), така че максималното ускорение е am = - Aw
Енергия
Енергийното уравнение при просто хармонично движение включва кинетична енергия, потенциална енергия и механична енергия. Кинетичната енергия на обекта може да бъде формулирана по следния начин.
Потенциалната енергия на обекта може да бъде формулирана по следния начин.
Междувременно механичната енергия е сбор от кинетична енергия и потенциална енергия.
k = фиксирана стойност (N / m)
ω = ъглова скорост (rad / s)
A = амплитуда (m)
t = време (а) за пътуване
Сборът от потенциалната енергия и кинетичната енергия на обект, движещ се с прости хармоници, винаги е постоянна стойност.
