Charakterystyka prostego ruchu harmonicznego

Weźmy pod uwagę linijkę, której jeden koniec jest przymocowany do blatu, a drugi koniec z przymocowaną masą. Kiedy układ linijka-masa jest podciągnięty od swobodnego końca i zwolniony, wykonuje prosty ruch harmoniczny. Jeśli przemieszczenie jest wykreślone w odniesieniu do czasu, daje to przebieg sinusoidalny.

Ponieważ ruch oscylacyjny rozpoczyna się, gdy masa jest przemieszczona z pozycji równowagi, równanie przemieszczenia można wyrazić jako amplitudę A pomnożoną przez funkcję cosinusową zależnej od czasu częstotliwości kątowej i fazy początkowej.

Przesunięcie fazowe opisuje różnicę między dwoma podobnymi przebiegami pod względem przedziału czasu i jest mierzone w radianach.

Przypomnijmy, że pierwszą pochodną funkcji przemieszczenia względem czasu jest prędkość, a drugą pochodną jest przyspieszenie.

W prostym ruchu harmonicznym prędkość jest funkcją sinusoidalną, która opóźnia przemieszczenie o fazę pi o 2 i osiąga maksimum w stanie równowagi, podczas gdy przyspieszenie jest funkcją cosinusową, która opóźnia się o fazę pi i jest maksymalna w miejscach maksymalnego przemieszczenia.