أي نظام يكرر حركته إلى الوسط أو نقطة الراحة
ينفذ الحركة التوافقية البسيطة.
أمثلة:
- البندول بسيط
- نظام الربيع الشامل
- يتقلب مسطرة فولاذية مثبتة على مقعد عندما يتم استبدال طرفها الحر جانبي ا.
- كرة فولاذية في طبق منحني
- البديل
وبالتالي للحصول على S.H.M يتم تهجير الجسم بعيد ا عن موضع الراحة ثم إطلاقه. يتأرجح الجسم بسبب استعادة القوة. تحت تأثير قوة الاستعادة هذه ، يقوم الجسم بتسريع وضعية الراحة أثناء الجمود. قوة استعادة من تسحبه مرة أخرى.
يتم توجيه قوة الاستعادة دائم ا نحو الموضع المتوسط وبالتالي يتم توجيه التسارع أيض ا نحو الموضع المتوسط أو المريح.
ما الذي يسبب الحركة التوافقية البسيطة؟
النظر في أبسط حالة من جسيم من كتلة م تعلق على الربيع مع قوة ثابتة ك. يعتبر النظام 1 الأبعاد للتبسيط. لنفترض الآن أن الجسيم قد تم إزاحته بمقدار x على جانبي موضع توازنه ، ثم يقوم الزنبرك بطبيعة الحال بقوة استعادة F = -kx عندما تتم إزالة القوة الخارجية ، تميل هذه القوة المستعادة إلى استعادة الجسيم إلى توازنه. وبالتالي فإنه يسرع الجسيم نحو موقف التوازن. ومع ذلك ، بمجرد وصول الجسيم إلى التوازن ، تختفي القوة ولكن اكتسب الجسيم بعض السرعة بالفعل بسبب التسارع السابق. وهكذا ، يستمر الجسيم في التحرك نحو الجانب الآخر من موضع التوازن ، ثم مرة أخرى تتطور قوة تميل إلى سحبها. كان هذا ، في حالة عدم وجود قوى تخميد ، يستمر الجسيم في الحركة ح
للموجة التوافقية المتحركة y (x، t) = 2cos2π (10t-0.008x + 0.35) حيث x و y في الطول و t في s. الفرق الطور بين الحركة التذبذبية من نقطتين مفصولة مسافة 0.5 م؟
بالنسبة للحركة الموجية ، ترتبط دلتا اختلاف الطور وفرق المسار دلتا دلتا بـ: دلتا دلتا = (2pi) / دلتا لامدا x = k دلتا x مقارنة بين المعادلة المعطاة ، y = cos (omegat -kx) ، k = 2pi * 0.008 لذلك ، دلتا phi = k * 0.5 * 100 = 2pi * 0.008 * 0.5 * 100 = 2.5 rad
لماذا تحدث الحركة التوافقية البسيطة؟
إذا كان لدى النظام المتذبذب قوة استعادة تتناسب مع الإزاحة التي تعمل دائم ا نحو موضع التوازن. ت عر ف الحركة التوافقية البسيطة (SHM) بأنها تذبذب تتناسب قوته المستعادة مع التشرد ويعمل دائم ا على التوازن. لذلك إذا كان التذبذب يلبي هذا الشرط ، فهو توافقي بسيط. إذا كانت كتلة الكائن ثابتة فإن F = ma تنطبق وستكون التسارع أيض ا متناسبة مع الإزاحة وتوجيهها نحو التوازن. سيخضع نظام الزنبرك الكتلي الأفقي SHM. يتم إعطاء قوة الاستعادة بواسطة F = kx حيث k هو ثابت الربيع و x هو الإزاحة. لذا فبروبك والقوة ستعارضان دائم ا امتداد الربيع وبالتالي ستعمل باتجاه وضع التوازن.