SHM은 단순한 고조파 운동의 약자이며, 이는 평균 위치에서 신체의 변위가 복원력에 직접 비례하는 운동으로 묘사됩니다. 이 복원력은 항상 평균 위치의 방향으로 움직입니다. 단순한 고조파 운동에서 입자의 가속도는
에 의해 주어집니다.a (t) =-ω²x (t)
입자의 각속도는 다음과 같습니다.
단순한 고조파 운동은 입자의 가속이 어느 시점에서든 평균 위치로부터 변위에 직접 비례하는 종류의 진동 운동입니다. 진동 운동의 한 유형이지만 조금 다릅니다.
간단한 고조파 운동 (SHM)은 진동적이고 주기적이지만 모든 진동 운동이 SHM은 아닙니다. 가장 중요한 것은 단순한 고조파 운동 인 모든 진동 운동의 고조파 운동을 진동 운동 (SHM)이라고합니다.
이러한 종류의 진동 운동의 속도, 가속, 변위 및 힘은 일반적으로 정현파라고 알려진 사인 (또는) 코사인 기능으로 특징 지을 수있는 방식으로 (시간에 대해) 변동합니다.
주기 운동
정기적으로 시간 간격으로 반복되는 움직임으로 정의됩니다. 튜닝 포크 또는 진자의 움직임은주기적인 움직임의 예입니다. 모션을 분석하면 진자가 특정 시간 후에 평균 위치를 통과합니다. 위에서 설명한 운동 유형은 대안 적으로 진동으로 분류 될 수 있습니다. 진동 운동은 신체가 고정 지점 주위에서 앞뒤로 움직일 때 발생합니다. 결과적으로, 진동 운동은 주기적이거나 아닐 수도 있습니다.
진동 운동
평균 위치에서 물체의 동작 및 동작은 진동 운동이라고합니다. 이상적인 상황은 실생활 시나리오에서는 달성 할 수 없기 때문에 마찰이 무기한으로 진동 운동을 유지하는 것입니다. 따라서 일정 기간 후에 객체가 휴식을 취합니다.
.간단한 고조파 운동
두 개의 극단 위치를 연결하는 직선이있는 진동 유형입니다 (SHM의 경로는 제약입니다). 물체의 경로는 직선을 따라야합니다. 회복력은 평형 (또는 평균) 위치를 향합니다. 단순한 고조파 운동에서 평균 위치는 안정적인 평형입니다.
진동 및주기 운동의 차이 :
주기적인 움직임은 정기적으로 반복되는 움직임으로 설명됩니다. 주기 운동 기간은 명확한 시간 간격으로 정의됩니다. 시계의 손의 움직임, 태양 주위의 행성의 움직임 등은주기적인 움직임의 예입니다.
고정 위치 주변의 신체의 움직임을 발진 운동이라고합니다. 주기적 운동에는 진동 운동
가 포함됩니다
간단한 고조파 운동 유형
선형 간단한 고조파 운동 :
가장 간단한 형태의 진동 운동은 선형 S.H.M이며, 여기서 신체는 평균 위치에서 변위되고 평균 위치에 대해 '와‘그리고’, 복원력은 항상 평균 위치를 향하고 크기가 변위에 직접 비례합니다.
.예 :
- 간단한 진자의 진동은 Shm의 유형입니다.
- 교대 전류
각도 간단한 고조파 운동 :
각진 진동은 축 주위를 자유롭게 회전 할 수있는 본체에 의해 생성 될 수 있습니다. 예를 들어 사진 프레임이나 캘린더는 벽에 못 박히는 데 걸릴 수 있습니다. 평균 위치에서 약간 밀면 각진 진동을 만듭니다.
간단한 고조파 운동의 시간 및 빈도 :
하나의 진동을 완료하는 데 걸리는 가장 작은 시간 (또는)는 또한 입자가 계속 움직임을 반복하는 최소 기간으로 설명됩니다.
t =2π/ω
주파수는 초당 진동 수로 정의됩니다.
주파수 =1/t
ω =2πf =2π/t
단계 :
주어진 시간에 진동 입자의 위상은 당시 변위 및 진동 방향 측면에서 진동 (또는 진동) 입자의 상태입니다.
시간의 함수로서 입자의 위치에 대한 표현.
x =죄 죄 (ωt+Ø)
시간 t =0에서의 위상 각은 초기 위상으로 알려져 있으며 여기서 ωt+는 입자의 위상입니다.
shm을 겪고있는 입자의 총 에너지
블록 및 스프링 시스템의 총 에너지는 진폭의 제곱에 비례하며 스프링에 저장된 전위 에너지와 블록의 운동 에너지의 합과 같습니다.
e =1/2mΩ² (a²-x²)+1/2mΩ²x²
e =1/2mΩ²a²
결과적으로 SHM에서 입자의 총 에너지는 일정하고 즉각적인 움직임과 무관합니다.
결론 :
균일 한 원형 운동의 1 차원 투영은 단순한 고조파 운동으로 생각할 수 있습니다. XY-Origin을 중심으로 한 반경 R의 원형 주위에 각도 속도로 물체가 움직이면 각 좌표를 따라 평면의 동작은 진폭 R과 각 주파수를 갖는 간단한 고조파 운동입니다.
