15.2: 단순 조화 운동의 특성

단순 조화 운동의 주요 특징은 시스템의 가속도와 그에 따른 알짜 힘이 변위에 비례하고 변위와 반대 방향으로 작용한다는 것입니답안 또한 단순 고조파 발진기의 주기와 주파수는 진폭과 무관합니답안 예를 들어 다이빙 보드는 두께에 따라 더 빠르게 또는 느리게 움직입니답안 뻣뻣하고 두꺼운 다이빙 보드는 힘 상수가 크기 때문에 주기가 더 짧아지고, 얇은 다이빙 보드는 더 빠르고 더 높은 주기로 움직입니답안 단순 고조파 발진기의 주기도 질량에 영향을 받습니답안 다이빙 보드를 탄 더 무거운 사람은 상대적으로 가벼운 사람보다 더 느리게 위아래로 튕겨 나옵니답안

시스템의 단순 조화 운동으로 인해 사인 및 코사인 파형이 생성됩니답안 진폭이 변경되면 곡선의 최대값과 최소값도 변경되지만 주기와 주파수는 영향을 받지 않습니답안 위상 각도를 변경하면 곡선이 음수 값의 경우 오른쪽으로 이동하고 양수 값의 경우 왼쪽으로 이동합니답안 일반적으로 음의 위상각 값은 표준 코사인 곡선을 오른쪽으로 이동시킵니답안

한쪽 끝은 탁상에 고정되고 다른 쪽 끝은 덩어리가 부착된 눈금자를 고려하십시오. 눈금자-질량 시스템이 자유단에서 위로 당겨졌다가 해제되면 간단한 조화 운동이 실행됩니다. 변위가 시간에 따라 플롯되면 사인파 파형이 생성됩니다.

진동 운동은 질량이 평형 위치에서 변위될 때 시작되기 때문에 변위 방정식은 진폭 A에 시간 종속 각주파수와 초기 위상의 코사인 함수를 곱한 값으로 표현할 수 있습니다.

위상 변이는 시간 간격 측면에서 두 개의 유사한 파형 간의 차이를 설명하며 라디안 단위로 측정됩니다.

시간에 대한 변위 함수의 1차 도함수는 속도이고 2차 도함수는 가속도라는 것을 기억하십시오.

단순 조화 운동에서 속도는 위상 pi에 의한 변위보다 2 지연되고 평형에서 최대인 사인 함수인 반면, 가속도는 위상 pi에 의해 지연되고 최대 변위 위치에서 최대인 코사인 함수입니다.