15.1: 简谐运动

简谐运动是系统的振荡运动的名称，其中的合力可以用胡克定律来描述。如果合力可以用胡克定律来描述，并且没有阻尼（通过摩擦力或其他非守恒定力），那么一个简单的谐振子将在平衡位置的两侧以相等的位移振荡。为了推导出周期和频率的方程，使用了运动方程。简单谐振子的周期由下式给出

而且，由于 frequency 和 period 具有反比关系，因此简单谐振子的频率为

请注意，周期和频率都不依赖于振幅，频率的 SI 单位是赫兹。

现在，考虑每个示例。（a） 医学成像设备通过以 0.400 μs 的周期振荡产生超声波。这种振荡的频率是多少？（b） 典型乐器上中音 C 的频率为 264 Hz。一次完全振荡的时间是什么时候？

两者都可以用周期和频率之间的反比关系来回答。在 frequency 表达式中代入给定的 period 值，找到振荡的频率。

将给定的频率值代入时间段表达式，得到一次完整振荡的时间。