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튀는 공은 단순한 고조파 운동의 예입니까?

튀는 공은 입니다 간단한 고조파 운동 (SHM)의 완벽한 예. 이유는 다음과 같습니다.

* shm은 변위에 비례하는 복원력이 필요합니다. SHM에서, 물체를 평형으로 다시 당기는 힘은 평형 위치에서 물체가 얼마나 멀리 변하는 지에 직접 비례합니다. 튀는 공의 경우, 복원력은지면과의 충돌로 인한 것이며, 이는 바운스의 높이에 비례하지 않습니다.

* 마찰 및 비탄성 충돌로 인한 에너지 손실. 튀는 볼은 공기에 대한 마찰과 땅과의 비탄성 충돌로 인해 각 바운스마다 에너지를 잃습니다. 이 에너지 손실은 바운스의 진폭 (높이)이 시간이 지남에 따라 감소하게되며, 이는 SHM의 특징이 아닙니다.

* 비 시노 이드 운동. 공의 움직임은 다소 주기적으로 보일 수 있지만 실제로는 정현파가 아닙니다. 경로의 모양은 특히 바운스가 완벽하게 탄성이 아닌 경우 더 복잡합니다.

그러나 튀는 공은 특정 조건에서 SHM으로 근사화 될 수 있습니다.

* 완벽하게 탄성 충돌 : 우리가 에너지 손실을 무시하고 땅과 완벽하게 탄성 충돌을 가정하면 볼의 움직임은 SHM에 더 가깝습니다. 회복력은 공의 압축에 비례하고 움직임은 정현파 일 것이다.

* 작은 진폭 : 작은 바운스 높이의 경우, 볼의 움직임은 근사치로 간주 될 정도로 SHM에 충분히 가까울 수 있습니다.

결론 :

튀는 공은 SHM의 완벽한 예는 아니지만 특정 이상적인 조건에서 근사화 될 수 있습니다. 그러나 튀는 공의 실제 시나리오는 에너지 손실과 비 이상적인 충돌로 인해 더 복잡합니다.

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