จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี Show
ในวิชากลศาสตร์และฟิสิกส์ การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย (อังกฤษ: simple harmonic motion : SHM) หมายถึง การเคลื่อนที่โดยที่วัตถุจะเคลื่อนที่ตามเส้นทางเดิมกลับมาเริ่มต้นที่เดิมซ้ำแล้วซ้ำอีก ผ่านจุดสมดุล เป็นการเคลื่อนที่เป็นคาบประเภทหนึ่ง โดยที่แรงดึงกลับแปรผันตรงกับการกระจัด และมีทิศทางตรงข้ามกับการกระจัด การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่ายเป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับการเคลื่อนที่หลายอย่าง เช่น การสั่นของสปริง นอกจากนี้ การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่ายยังประมาณปรากฏการณ์อื่นได้ ซึ่งรวมการเคลื่อนที่ของลูกตุ้มอย่างง่าย ตลอดจนการสั่นของโมเลกุล การเคลื่อนที่ของมวลบนสปริงเมื่ออยู่ภายใต้แรงดึงกลับยืดหยุ่นเชิงเส้นตามกฎของฮุกเป็นตัวอย่างของการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย การเคลื่อนที่นี้มีความถี่พ้องเดียว ในการเกิดการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย แรงลัพธ์ของวัตถุที่ปลายลูกตุ้มต้องเท่ากับการกระจัด ปริมาณต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย[แก้]
พลศาสตร์ของการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย[แก้]ในกลศาสตร์นิวตัน สมการการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่ายอยู่ในรูปของสมการเชิงอนุพันธ์สามัญเชิงเส้นอันดับสองที่มีสัมประสิทธิ์เป็นค่าคงตัว ซึงหาได้จากกฎการเคลื่อนที่ข้อที่สองของนิวตันและกฎของฮุกสำหรับมวลติดสปริง เมื่อ m คือมวลของวัตถุที่มีการสั่น x คือการกระจัดจากตำแหน่งสมดุล และ k คือค่าคงตัวหรือค่านิจของสปริง (สำหรับมวลติดสปริง) ดังนั้น ผลเฉลยของสมการอนุพันธ์นี้จะอยู่ในรูปของฟังก์ชันไซน์ (sinusoidal function) สามารถเขียนให้อยู่ในรูป เมื่อ จากผลเฉลยข้างต้น c1 และ c2 คือค่าคงตัวซึ่งกำหนดโดยเงื่อนไขเริ่มต้น และกำหนดให้จุดกำเนิดอยู่ที่ตำแหน่งสมดุล A คือแอมพลิจูด ω = 2πf คือ ความถี่เชิงมุม และ φ คือเฟสเริ่มต้น ความเร็วและความเร่งของการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่ายมีค่าเท่ากับ ความเร็ว: ความเร็วสูงสุด: v=ωA (ที่จุดสมดุล) ความเร่งสูงสุด: Aω2 (ที่จุดปลาย) จากนิยามความเร่งและการกระจัด ถ้ามวล m เคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย ความเร่งของมวลนั้นจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับการกระจัด เมื่อ เนื่องจาก ω = 2πf และเนื่องจาก T = 1f เมื่อ T คือคาบ จะได้ว่า สมการเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกไม่ขึ้นอยู่กับแอมพลิจูดและเฟสเริ่มต้นของการเคลื่อนที่ พลังงาน[แก้]แทนค่า ω2 ด้วย km พลังงานจลน์ K ของระบบที่เวลา t มีค่าเท่ากับ และพลังงานศักย์ของระบบมีค่าเท่ากับ เมื่อไม่มีแรงเสียดทานและไม่มีการสูญเสียพลังงาน ผลรวมของพลังงานกล (mechanical energy) จะมีค่าคงตัว ตัวอย่าง[แก้]ระบบสปริง–มวลที่ไม่หน่วงมีการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย ระบบทางฟิสิกส์ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างหนึ่งของการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย มวลติดสปริง[แก้]มวล m ก้อนหนึ่งติดอยู่กับสปริงที่มีค่าคงที่ของสปริง k อธิบายการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่ายในปริภูมิปิด สมการข้างบนนี้แสดงให้เห็นว่าคาบของการแกว่ง T ไม่ขึ้นอยู่กับแอมพลิจูดและความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง สมการข้างบนนี้ยังคงใช้ได้เมื่อมีแรงคงที่กระทำต่อมวล กล่าวคือ แรงคงที่ที่เพิ่มขึ้นไม่ได้ทำให้คาบของการแกว่งเปลี่ยนไป อ้างอิง[แก้]
การเคลื่อนที่แบบซิมเปิลฮาร์มอนิกอย่างง่ายคืออะไรในวิชากลศาสตร์และฟิสิกส์ การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย (อังกฤษ: simple harmonic motion : SHM) หมายถึง การเคลื่อนที่โดยที่วัตถุจะเคลื่อนที่ตามเส้นทางเดิมกลับมาเริ่มต้นที่เดิมซ้ำแล้วซ้ำอีก ผ่านจุดสมดุล เป็นการเคลื่อนที่เป็นคาบประเภทหนึ่ง โดยที่แรงดึงกลับแปรผันตรงกับการกระจัด และมีทิศทางตรงข้ามกับการกระจัด
การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิก มีอะไรบ้าง1,496 views Jul 20, 2021 มาเรียนรู้การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย (Simple Harmonic Motion : SHM) คือ การเคลื่อนที่กลับไปมาซ้ำทางเดิมโดยผ่านตำแหน่งสมดุล และมีคาบของการเคลื่อนที่คงตัว เช่น การเคลื่อนที่ของวัตถุติ …
การเคลื่อนที่แบบซิมเปิลฮาร์มอนิกปริมาณใดมีค่าคงตัวจาก สมการ ax = - ω2x แสดงลักษณะส าคัญประการหนึ่งของการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่าง ง่าย คือ การมีความเร่งเป็นปฏิภาคกับการกระจัดแต่มีทิศตรงข้าม เนื่องจาก ω2 มีค่าคงตัว ทั้งนี้ทิศของ ความเร่งจะเป็นทิศเดียวกับแรง และแรงจะต้องเป็นแรงเข้าหาจุดสมดุลในขณะที่การกระจัดมีทิศออกไป จากสมดุล รูป 3. จุด P เคลื่อนที่เป็นวงกลมอย่าง ส ...
การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่ายนำมาประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันได้อย่างไรการแกว่งของวัตถุบางอย่างในชีวิตประจำวัน เช่น การแกว่งของลูกตุ้มนาฬิกา การแกว่งของตุ้มน้ำหนักที่ติดกับโมบาย การเคลื่อนที่ของชิงช้า การเคลื่อนที่ของวัตถุที่ติดอยู่ปลายสปริง หรือ แม้กระทั่งการแกว่งของสายกีตาร์ การเคลื่อนที่ในลักษณะเช่นนี้เราเรียกว่า การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย (Simple harmornic motion)
|