Simple Harmonic Motion: Period and Phase

Simple harmonic motion depends on how displacement, force, and acceleration work together. In this motion, the acceleration of the system, and therefore the net force, is proportional to the displacement and points in the opposite direction. That restoring force pulls the object back toward equilibrium.

考虑一把一端固定在桌面上、另一端附有质量块的尺子。当从自由端将尺子-质量系统向上拉动并释放时，它会进行简谐运动。如果将位移随时间变化绘制成图，结果将是一条正弦波形。

由于振荡运动在质量块偏离平衡位置时开始，因此位移方程可表示为振幅 A 乘以时间相关的角频率和初始相位的余弦函数。

相移描述了两个相似波形在时间间隔上的差异，以弧度为单位进行测量。

回顾位移函数对时间的一阶导数是速度，二阶导数是加速度。

在简谐运动中，速度是位移的正弦函数，相位比位移滞后 π/2，在平衡位置处速度达到最大值；而加速度是位移的余弦函数，相位比位移滞后 π，在最大位移处加速度达到最大值。