วัตถุที่มีการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่ายมีความเร่งหรือไม่เพราะเหตุใด

การเคลื่อนที่แบบฮาร์โมนิกอย่างง่าย (Simple Harmonic Motion)

การที่วัตถุเคลื่อนที่กลับไปมาซ้ำรอยเดิม ใช้สัญญลักษณ์ SHM การกระจัดของวัตถุซึ่งมีการเคลื่อนที่แบบนี้จะวัดจากตำแหน่งเดิมของวัตถุ เมื่อไม่ถูกแรงภายนอกใดๆ มากระทำ เรียกตำแหน่งนี้ว่า แนวสมดุล

ตัวอย่างของการเคลื่อนที่แบบนี้ได้แก่ เช่น การสั่นของสายไวโอลินเมื่อถูกสี

ปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่แบบ SHM

1. แอมพลิจูด (A) การกระจัดสูงสุดของการเคลื่อนที่วัดจากจุดสมดุลไปยังจุดปลาย มีค่าคงที่เสมอ หรือบางครั้งเรียกว่า ช่วงกว้าง

2. คาบ (T) ช่วงเวลาที่วัตถุเคลื่อนที่ครบหนึ่งรอบ มีหน่วยเป็ นวินาที ต่อรอบหรือวินาที

3. ความถี่ (f) จำนวนรอบที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา มีหน่วยเป็นรอบต่อวินาที หรือเฮิรตซ์ (Hz)

4. ณ ตำแหน่งปลาย x , F, a มีค่ามากที่สุด แต่ v = 0

5. สมการการเคลื่อนที่แบบซิมเปิ้ลฮาร์มอนิก

ลักษณะสำคัญ การเคลื่อนที่แบบฮาร์โมนิกจะมีความเร่งแปรผันตรง กับการ กระจัด แต่มีทิศตรงกันข้าม โดยทิศของความเร่งจะเป็นทิศเดียวกับเเรง และแรงจะต้องเป็นแรงเข้าหา จุดสมดุลในณะที่การกระจัดมีทิศออกไปจากจุดสมดุล

ดังสัมการ

สมการการเคลื่อนที่แบบ SHM รูปทั่วไป เมื่อ A คือแอมพลิจูด

การเคลื่อนที่แบบซิมเปิลฮาร์โมนิก

ตัวอย่าง การสั่นสะเทือนของใบลำโพงเป็นการเคลื่อนที่แบบซิมเปิลฮาร์โมนิก ดังรูป ถ้าวัดความถี่สูงสุด f = 1.0 kHz และแอมพลิจูด A = 2.0 x10-4 m จงหาความเร่งสูงสุดของใบลำโพง

เฉลย แผ่นไดอะแกรมของลำโพงให้ความถี่ของเสียง 1.0 kHz

ตัวอย่าง สัญญาณทางไฟฟ้าของหัวเข็มเกิดจากการสั่นสะเทือนกลับไปมาของหัวเข็ม ซึ่งเป็นการเคลื่อนที่แบบซิมเปิลฮาร์โมนิก ) จากการตรวจวัดพบว่าในขณะหนึ่งหัวเข็มมีความถี่ f = 1.0 kHz ที่แอมพลิจูด A = 8.0 x 10-6 m จงหาอัตราเร็วสูงสุดของหัวเข็ม

เฉลย การสั่นของหัวเข็ม เป็นการเคลื่อนที่แบบซิมเปิลฮาร์โมนิก