15.3: 平衡位置に関する振動

安定性は、振動において重要な概念です。平衡点が安定している場合、最初は安定平衡点にある物体のわずかな乱れにより、物体はその点を中心に振動します。不安定な平衡点の場合、物体がわずかに乱れると、平衡点に戻りません。平衡点には、安定、不安定、半安定の3つの条件があります。半安定平衡点も不安定ですが、片側のみの力が平衡点を指しているため、そのように名付けられています。

安定平衡点の概念の実用化は、分子内の2つの中性原子間の力です。2つの分子が小さな原子直径で離れて近接している場合、それらは引力を受けます。しかし、分子が電子殻が重なるほど近づくと、分子間の力は反発力を持つようになります。2つの原子間の引力により、原子が分子を形成する可能性があります。それにもかかわらず、2つの分子間の力は線形の力ではなく、単にバネで区切られた2つの質量としてモデル化することはできませんが、分子の原子は、平衡位置から少しずれると平衡点を中心に振動する可能性があります。原子は、2つの原子間に存在する引力と反発力によって振動します。

このテキストはOpenstax, University Physics Volume 1, Section 15.2: Energy in Simple Harmonic Motionから改作されています。