当前位置:文档之家› 简谐振动动力学方程推导

简谐振动动力学方程推导

简谐振动动力学方程推导
简谐运动可以看做圆周运动的投影,所以其周期也可以用圆周运动的公式来推导。

圆周运动的;很明显v无法测量到,所以根据得到。

其中向心力F便可以用三角函数转换回复力得到即(F=-kx中负号只表示方向,所以在这省略)。

所以得到;
因为x与r之间的关系是:x=rcosα,所以上式继续化简得
到:。

然后再将v带入之前的圆周运动T中,即可得到。

将R记为匀速圆周运动的半径,即:简谐运动的振幅;
将ω记为匀速圆周运动的角速度,即:简谐运动的圆频率,
则:;
将φ记为 t=0 时匀速圆周运动的物体偏离该直径的角度(逆时针为正方向),即:简谐运动的初相位。

则,在t时刻:
简谐运动的位移x=Rcos(ωt+φ);
简谐运动的速度v=-ωRsin(ωt+φ);
简谐运动的加速度a=-ω2Rcos(ωt+φ),上述三式即为简谐运动的方程。

相关主题