Simpel harmonisk bevægelse: Forskelle mellem versioner

Content deleted Content added
Ny om specialtilfælde af en oscillators bevægelse. Kan uddybes.
 
→‎Formeludledning: Tilføjelser.
Linje 4:
Som det er givet i definitionen vil kraften virke modsat og proportionalt forskydningen af det oscillerende. Kraften er altså lig den negativ placeringsforskydning gange en proportionalitetskonstant:
:<math>F = -kx</math>
Præcis den samme formel kendes fra [[Hookes lov]], somder bruges til at beskrive kraften i en [[fjeder]] som udstrækningen gangen [[fjederkonstant]]en. Et lod i en fjeder kan altså lave en simpel harmonisk bevægelse og omvendt kan simple harmoniske oscillatorer beskrives som masse-fjeder-systemer. Kraften i udtrykket kan imidlertid også skrive som masse gange acceleration, og yderligere kan acceleration skrives som position [[Differentialregning|differentieret]] to gange. Man får:
:<math>F = -kx \Rightarrow ma = -kx \Rightarrow m\frac{d^2x}{dt^2} = -kx</math>
Derved fremkommer en lineær, homogen [[differentialligning]]. Løsningen er en funktion for placeringen, og den må således afspejle det periodiske i en funktion. En løsning er da også en sinusoidal funktion givet ved:
Linje 18:
Det ses, at ligningen er sand, når
:<math> m \omega^2 = k</math>
Ved omrokerng af denne ligning får man:
:<math> \omega^2 = \frac{k}{m} \Rightarrow \omega = \sqrt{\frac{k}{m}}</math>
:<math> m = \frac{k}{\omega^2}</math>
Omega symboliserer [[vinkelfrekvens]]en, der hænger sammen med frekvensen af bevægelsen ved
::<math> \omega = 2\pi f</math>
Vinkelfrekvensen er altså er givet ved kvadratroden af fjederkonstant over massen, mens massen er givet ved fjederkonstant over vinkelfrekvensen kvadreret. Sidstnævnte sammenhæng anvendes i rummet, da [[vægtløshed]]en umuliggør en tyngdefeltsafhængig vægt.
 
[[Kategori:Fysik]]