การเคลื่อนที่แบบซิมเปิลฮาร์มอนิก

การเคลื่อนที่แบบซิมเปิลฮาร์มอนิก

การถ่ายโอนพลังงานของคลื่นกล  อนุภาคตัวกลางจะเคลื่อนที่แบบซิมเปิลฮาร์มอนิกอย่างง่าย ซ้ำรอยเดิมรอบจุดสมดุล ไม่ได้เคลื่อนที่ไปพร้อมกับคลื่น  การเคลื่อนที่ของอนุภาคตัวกลางแบบนี้เราจะเขียนแทนการเคลื่อนที่ของคลื่นแบบ รูปไซน์ ( sinusoidal wave ) ซึ่งเราสามารถหาค่าปริมาณต่างๆ ได้ ดังนี้

รูปแสดงการเคลื่อนที่ของอนุภาคตัวกลางขณะคลื่นเคลื่อนที่

ที่มา :  http://kruweerajit1. blogspot.com/

ลักษณะการเคลื่อนที่แบบซิมเปิลฮาร์มอนิกอย่างง่าย

1. เป็นการเคลื่อนที่แบบสั่นหรือแกว่งกลับไปกลับมาซ้ำรอยเดิมโดยมีการกระจัดสูงสุดจากแนวสมดุล
(แอมพลิจูด) คงที่

2. เป็นการเคลื่อนที่ที่มีความเร่งและแรงแปรผันโดยตรงกับขนาดของการกระจัด แต่มีทิศทางตรงข้ามกันเสมอ (แรงและความเร่งมีทิศเข้าหาจุดสมดุล แต่การกระจัดมีทิศพุ่งออกจากจุดสมดุล)

3. ณ ตำแหน่งสมดุล x หรือ y = 0 , F = 0 , a = 0 แต่ v มีค่าสูงสุด
4. ณ ตำแหน่งปลาย x หรือ y , F , a มีค่ามากที่สุด แต่ v = 0
5. สมการการเคลื่อนที่แบบซิมเปิ้ลฮาร์มอนิก

รูปแสดงคลื่นรูปไซน์ แสดงการกระจัด y  และเฟส

ที่มา :  http://kruweerajit1. blogspot.com/

6. กรณีที่มุมเฟสเริ่มต้นไม่เป็นศูนย์ สมการความสัมพันธ์ของการกระจัด ความเร็ว และความเร่ง กับเวลาอาจเขียนได้ว่า

7. การเคลื่อนที่แบบซิมเปิ้ลฮาร์มอนิกของ สปริง และลูกตุ้มนาฬิกา

8. ลักษณะการเคลื่อนที่ของคลื่นขณะเวลาต่างๆ (เมื่อ period หรือ คาบ หมายถึงเวลาครบ 1 รอบ) 

รูปแสดงการเคลื่อนที่ของคลื่นขณะเวลาต่างๆ

ที่มา :  http://kruweerajit1. blogspot.com/

9. การบอกตำแหน่งบนคลื่นรูปไซน์ ด้วยเฟส (phase)  เป็นการบอกด้วยค่ามุมเป็นเรเดียน หรือองศา

รูปแสดงการระบุเฟสด้วยมุมที่เป็นองศาและมุมเรเดียน

ที่มา :  http://kruweerajit1. blogspot.com/

เฟสตรงกันบนคลื่น  จะห่างจากตำแหน่งแรก 1 Lamda , 2 Lamda , 3 Lamda , .....

เฟสตรงกันข้ามกันบนคลื่น  จะห่างจากตำแหน่งแรก  1/2  Lamda  , 3/2  Lamda  ,  5/2  Lamda , ....

รูปแสดงตำแหน่งเฟสบนคลื่น

ที่มา :  http://kruweerajit1. blogspot.com/

แหล่งข้อมูล :  http://kruweerajit1. blogspot.com/