ruch harmoniczny

ruch harmoniczny, TRANSPORT PWR, STUDIA, SEMESTR II, FIZYKA, fizyka-wyklad, fizyka wyklad
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Każdy ruch powtarzający się w regularnych odstępach czasu nazywany jest
ruchem
okresowym
. Jeżeli ruch ten opisywany jest sinusoidalną funkcją czasu to jest to
ruch
harmoniczny
. Ciało porusza się ruchem harmonicznym prostym, jeżeli znajduje się pod
wpływem siły o wartości proporcjonalnej do wychylenia z położenia równowagi i
skierowanej w stronę położenia równowagi:
gdzie
- siła,
k
- współczynnik proporcjonalności,
- wychylenie z położenia równowagi.
Równanie ruchu (skalarne dla kierunku OX) dla takiego ciała można zapisać (z II zasady
dynamiki Newtona) jako:
albo w postaci różniczkowej:
Jest to
zwyczajne drugiego rzędu (występuje druga pochodna funkcji
położenia x(t)).
Rozwiązania tego równania można równoważnie opisać za pomocą dowolnej z poniższych
funkcji:
1.
2.
3.
gdzie:
jest
drgań,

stałe zależne od warunków początkowych.

Są to tzw.
Rozwiązania są równoznaczne, a korzystając z tożsamości
trygonometrycznych można znaleźć zależności pomiędzy powyższymi stałymi i rozwiązanie
przedstawiać w dowolnej z postaci 1,2,3.
Częstość kołową ω
0
wiąże z
drgań
T
związek:
,
drgań ν natomiast wynosi
Ważną własnością ruchu harmonicznego jest to, że inne wielkości (prędkość, przyspieszenie)
też są opisane przez równanie harmoniczne.
Energia w ruchu harmonicznym prostym
Energia potencjalna dla siły proporcjonalnej do wychylenia.
Z zasady zachowania energii, wynika zależność, z której można wyznaczyć energię
kinetyczną:
Z równania powyższego wynika kilka faktów (na podstawie
i
porównania współczynników we wzorze
z powyższym):
Ciało drgające ma maksymalną prędkość gdy przechodzi przez położenie równowagi i ma
ona wartość:
v
0
=
x
0
ω
0
prędkość chwilowa zmienia się jak
Bezpośrednio z równania ruchu wynika, że przyspieszenie jest opisywane zależnością:
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • lemansa.htw.pl
  • Tematy
    Powered by wordpress | Theme: simpletex | © Smętna dusza może nas zabić prędzej, o wiele prędzej niż zarazek.