O que causa o movimento harmônico simples?

O que causa o movimento harmônico simples?
Anonim

Considere o caso mais simples de uma partícula de massa # m # preso a uma mola com força constante #k #.

O sistema é considerado 1 dimensional para simplificação.

Agora suponha que a partícula seja deslocada por uma quantidade # x # em ambos os lados da sua posição de equilíbrio, então a mola naturalmente exerce uma força restauradora #F = -kx #

Sempre que a força externa é removida, essa força de restauração tende a restaurar a partícula ao seu equilíbrio. Assim, acelera a partícula em direção à posição de equilíbrio. No entanto, assim que a partícula alcança o equilíbrio, a força desaparece, mas a partícula já ganhou alguma velocidade devido à aceleração anterior. Assim, a partícula continua a se mover em direção ao outro lado da posição de equilíbrio e, novamente, uma força se desenvolve tendendo a puxá-la de volta.

Isto foi, na ausência de forças de amortecimento, a partícula continua a movimentar-se sobre a poção de equilíbrio.

Isto é o que constitui um simples movimento harmônico.

No entanto, as forças da mola geralmente não são linearmente proporcionais ao deslocamento. No entanto, para pequenas quantidades de deslocamento, a força de restauração pode ser sempre proporcional ao deslocamento da partícula da posição média.