สรุปเนื้อหาเรื่องการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย ฟิสิกส์ ม.5

การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย (Simple Harmonic Motion : SHM)

เป็นการเคลื่อนที่ซ้ำบนเส้นทางเดิมหรือเราเรียกว่าแนวคงที่, แนวสมดุลและจุดสมดุล ถ้าจะพูดให้เห็นภาพ ให้ลองจิตนาการถึงการแกว่งของลูกตุ้มที่ติดอยู่กับเชือกจะสังเกตได้ว่าลูกตุ้มจะแกว่งกลับไปกลับมาบนเส้นทางเดิมหรืออุปกรณ์ดนตรีพวกเครื่องสาย ดูตัวอย่างเพิ่มเติมได้จากภาพข้างล่าง

สิ่งที่เราต้องการจะหาจาก SHM คือปริมาณเหล่านี้

ความถี่ (f) คือ จำนวนรอบในการเคลื่อนที่ใน 1 วินาที มีหน่วยเป็นเฮิรตซ์ (Hz)

คาบ (T) คือ เวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่ต่อ 1 รอบ มีหน่วยเป็นวินาที (s)

แอมพลิจูด (A) คือ ระยะที่วัตถุเคลื่อนที่จากจุดสมดุลไปได้ไกลที่สุดของปลายทั้ง 2 ด้าน มีหน่วยเป็นเมตร (m)

การกระจัด($\vec{x}$) คือ ระยะที่วัตถุเคลื่อนที่ไปได้ไกลที่สุดจากจุดสมดุล

*ข้อควรระวัง!! คาบ T และ แอมพลิจูด A เป็นปริมาณคงที่

ทำความเข้าใจเพิ่มเติม

• จากในตำแหน่งที่วัตถุไปได้ไกลสุดเราเรียกว่าแอมมพลิจูด(A)

ที่ตำแหน่งสมุดุลการกระจัด = 0

การที่สปริงยืดหรือดจะต้องมีขนาดของแรง(F) เข้ามาเกี่ยวข้อง

กระกระจัด = 0, ขนาดของแรง = 0 และ การกระจัด = max, ขนาดของแรง = max

ต่อมาแล้วความเร่ง(a) หาจากไหน ความเร่งมาจากแรงยิ่งแรงมากความเร่งก็ยิ่งมาก

ขนาดของแรง = 0, ความเร่ง = 0 และ ขนาดของแรง = max, ความเร่ง = 0

ความเร็ว(v)จะมากสุดตอนเมื่ออยู่ที่จุดสมดุล ให้ลองจิตนการภาพง่ายๆ เวลาสปริงถูกยืดออกจนสุดวัตถุจะใช้เวลากลับตัวเพื่อคืนสู่จุดสมดุลทำให้ความเร็วเป็น 0

การเคลื่อนที่จะมีอยู่ 2 ทิศทางซึ่งเราเรียกว่า ทิศพุ่งออกจากแนวสมดุล และทิศพุ่งเข้าสู่จุดสมดุล

แล้วทิศของความเร็ว(v) หล่ะ? ความเร็วเราไม่สามารถบอกทิศได้ จากภาพข้างล่างในตำแหน่งที่วัตถุอยู่เราไม่สามารถบอกได้ว่าวัตถุจะเคลื่อนที่ไปทางไหน

สรุปสำหรับ Part 1 จะได้ดังตารางนี้