อิติ สุคะโต, อะระหัง พุทโธ, นะโม พุทธายะ, ปะฐะวี คงคา พระภุมมะเทวา ขะมามิหัง
การเคลื่อนที่แบบซิมเปิ้ลฮาร์มอนิก 2017-09-18T14:09:53+00:00

การเคลื่อนที่แบบซิมเปิ้ลฮาร์มอนิก

การเคลื่อนที่แบบซิมเปิ้ลฮาร์มอนิก

การเคลื่อนที่แบบซิมเปิ้ลฮาร์มอนิก

ดาวน์โหลดชีตติวการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย

           วิเคราะห์และอธิบายการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่ายเป็นการเคลื่อนที่ของวัตถุที่มีเส้นทางกลับไปกลับมาซ้ำรอยเดิมโดยผ่านตำแหน่งสมดุลและมีคาบคงตัว และมีความเร่งแปรผันตรงกับการกระจัดจากตำแหน่งสมดุล

               การเคลื่อนที่แบบหมุนคือการเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ศูนย์กลางของวัตถุซึ่งทุกจุดในร่างกายเคลื่อนที่เป็นวงกลมรอบแกนหมุน ศูนย์กลางของมวลเป็นจุดในวัตถุที่มีมวลเท่ากันในทิศทางใด ๆ สองทิศทาง แกนของการหมุนคือเส้นที่เคลื่อนที่ผ่านศูนย์กลางของมวลเมื่อวัตถุหมุนรอบจำนวนที่กำหนดให้เคลื่อนที่ไม่ได้ถูกกำหนดโดยระยะทางที่เคลื่อนที่ นอกจากนี้ยังเดินทางผ่านมุมส่วนของวงกลมจุดเปลี่ยนเมื่อมันหมุน ถ้าวัตถุหมุน 90 องศาทุกจุดในวัตถุบันทึกข้อมูลเหล่านั้นไว้บนแกนหมุนให้ถอดเสียงสี่เหลี่ยมออกเป็นสี่ส่วน ความเร็วที่จุดในวัตถุหมุนหมุนวนเป็นวงกลมเรียกว่าความเร็วเชิงมุมและการเปลี่ยนแปลงความเร็วนั้นเรียกว่าการเร่งเชิงมุมการหมุนทำได้โดยการบังคับให้มีแรงที่ใดก็ได้บนวัตถุยกเว้นตรงกลางของมวล แรงนี้เรียกว่าแรงบิด วัตถุหมุนมีความเฉื่อยชาเช่นเดียวกับวัตถุใด ๆ ที่เคลื่อนที่ได้ระยะทาง แต่ความเฉื่อยนี้มีความซับซ้อนและไม่ได้เป็นเพียงแค่มวลรวมของวัตถุ แต่ยังเป็นระยะทางญาติของมวลจากแกนของการหมุน ล้อจากแรงที่ทำให้สองจุดบนด้านตรงข้ามของแกนล้อจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม โดยปกติเมื่อแรงถูกนำไปใช้กับวัตถุจุดทั้งหมดเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกันทำให้วัตถุเลื่อน เมื่อแรงถูกนำไปใช้กับวงล้อรูปร่างจะช่วยให้สามารถหมุนได้ เมื่อโมเมนตัมของยอดจุดที่ด้านบนของวงล้อนั้นจะตกลงไปที่พื้นเหมือนกับคลื่นในมหาสมุทรที่กระแทก จุดนี้ฟื้นแรงผลักดันให้เกิดการสำรองล้ออีกครั้งเพราะยึดกับแกนซึ่งแตกต่างจากน้ำจากคลื่น การเคลื่อนไหวที่แปลเช่นเลื่อนทำให้จุดทั้งหมดของวัตถุเคลื่อนที่ด้วยแรงเช่นเดียวกับจุดศูนย์กลาง การเคลื่อนที่แบบหมุนตามที่เห็นในล้อช่วยให้ชิ้นส่วนด้านนอกของล้อเคลื่อนที่ไปตามแกนได้ จุดห่างจากแกนเดินทางเร็วกว่าจุดที่อยู่ใกล้ที่สุด ความเร็วที่เพิ่มขึ้นนี้ช่วยให้สามารถใช้พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพลดแรงที่จำเป็นในการเคลื่อนย้ายวัตถุ ล้อยังช่วยลดพื้นที่ผิวที่สัมผัสกับพื้นเพื่อลดแรงเสียดทานและความต้านทาน สิ่งนี้ทำให้พวกเขาเลือกได้อย่างมีประสิทธิภาพสำหรับการเคลื่อนย้ายวัตถุช่วงเวลาคือระยะห่างระหว่างแกนร่วมกับเส้นแรงที่กระทำต่อข้อต่อ ตัวอย่างคือการใช้ประแจเพื่อคลายน็อตเป็นประแจทำหน้าที่เป็นแขนชั่วขณะและก่อให้เกิดแรงมากขึ้นกว่าการพยายามปลดปล่อยน็อตด้วยมือ ในฟิสิกส์ผลของแรงที่ใช้คูณกับ moment moment จะส่งผลให้เกิดแรงบิด แขนขณะใช้ในเครื่องมือเครื่องจักรและร่างกายมนุษย์ทุกวัน ค้อนและเครื่องดึงเล็บใช้มือจับหรือแขนยาวเพื่อชดเชยแรงที่ต้องใช้ในการขับหรือดึงเล็บ ข้อต่อของร่างกายคือตัวอย่างของจุดแกนและแขนขาขณะนั้น รถยนต์ใช้จุดแกนและแขนช่วงเวลาในความอุดมสมบูรณ์ด้วยทั้งสองถูกพบในล้อประตูและการทำงานภายในของยานพาหนะในการก่อสร้างและอาคารประตูและหน้าต่างเป็นตัวอย่างของแขนสักครู่ ระยะห่างระหว่างบานพับและลูกบิดประตูจะลดแรงที่ต้องใช้ในการเปิดหรือปิดประตูแขนช่วงเวลาหลายแห่งมีอยู่ในร่างกายมนุษย์และโครงกระดูก ข้อต่อเช่นหัวเข่าข้อศอกนิ้วมือและนิ้วเท้าจะได้รับผลกระทบจากแรงที่ใช้โดยแขนยนต์เช่นขาแขนฟุตและมือเมื่อโมเมนตัมของยอดจุดที่ด้านบนของล้อนั้นจะตกลงไปที่พื้น , เหมือนคลื่นมหาสมุทรกระแทก จุดนี้ฟื้นแรงผลักดันให้เกิดการสำรองล้ออีกครั้งเพราะยึดกับแกนซึ่งแตกต่างจากน้ำจากคลื่น การเคลื่อนไหวที่แปลเช่นเลื่อนทำให้จุดทั้งหมดของวัตถุเคลื่อนที่ด้วยแรงเช่นเดียวกับจุดศูนย์กลาง การเคลื่อนที่แบบหมุนตามที่เห็นในล้อช่วยให้ชิ้นส่วนด้านนอกของล้อเคลื่อนที่ไปตามแกนได้ จุดห่างจากแกนเดินทางเร็วกว่าจุดที่อยู่ใกล้ที่สุด ความเร็วที่เพิ่มขึ้นนี้ช่วยให้สามารถใช้พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพลดแรงที่จำเป็นในการเคลื่อนย้ายวัตถุ ล้อยังช่วยลดพื้นที่ผิวที่สัมผัสกับพื้นเพื่อลดแรงเสียดทานและความต้านทาน นี้จะทำให้พวกเขาเลือกที่มีประสิทธิภาพสำหรับการย้ายวัตถุแขนช่วงเวลาที่ใช้ในเครื่องมือทุกวันเครื่องและร่างกายมนุษย์ ค้อนและเครื่องดึงเล็บใช้มือจับหรือแขนยาวเพื่อชดเชยแรงที่ต้องใช้ในการขับหรือดึงเล็บ ข้อต่อของร่างกายคือตัวอย่างของจุดแกนและแขนขาขณะนั้น รถยนต์ใช้จุดแกนและแขนช่วงเวลาในความอุดมสมบูรณ์ด้วยทั้งสองถูกพบในล้อประตูและการทำงานภายในของยานพาหนะในการก่อสร้างและอาคารประตูและหน้าต่างเป็นตัวอย่างของแขนสักครู่ ระยะห่างระหว่างบานพับและลูกบิดประตูจะลดแรงที่ต้องใช้ในการเปิดหรือปิดประตู

              เมื่อโมเมนตัมของยอดจุดที่ด้านบนของวงล้อนั้นจะตกลงไปที่พื้นเหมือนกับคลื่นในมหาสมุทรที่กระแทก จุดนี้ฟื้นแรงผลักดันให้เกิดการสำรองล้ออีกครั้งเพราะยึดกับแกนซึ่งแตกต่างจากน้ำจากคลื่น การเคลื่อนไหวที่แปลเช่นเลื่อนทำให้จุดทั้งหมดของวัตถุเคลื่อนที่ด้วยแรงเช่นเดียวกับจุดศูนย์กลาง การเคลื่อนที่แบบหมุนตามที่เห็นในล้อช่วยให้ชิ้นส่วนด้านนอกของล้อเคลื่อนที่ไปตามแกนได้ จุดห่างจากแกนเดินทางเร็วกว่าจุดที่อยู่ใกล้ที่สุด ความเร็วที่เพิ่มขึ้นนี้ช่วยให้สามารถใช้พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพลดแรงที่จำเป็นในการเคลื่อนย้ายวัตถุ ล้อยังช่วยลดพื้นที่ผิวที่สัมผัสกับพื้นเพื่อลดแรงเสียดทานและความต้านทาน สิ่งนี้ทำให้พวกเขาเลือกได้อย่างมีประสิทธิภาพสำหรับการเคลื่อนย้ายวัตถุ Isaac Newton มีหน้าที่ในการกำหนดกฎการเคลื่อนที่สามข้อซึ่งประการแรกคือกฎแห่งความเฉื่อยและมวล นิวตันได้รับการตีพิมพ์กฎการเคลื่อนไหวสามข้อในหนังสือ “หลักการคณิตศาสตร์ปรัชญาธรรมชาติ” ในปี ค.ศ. 1687 ปัจจุบันเรียกว่า “ปรินชิเปีย” ถือเป็นสิ่งพิมพ์ที่สำคัญและมีอิทธิพลมากที่สุดแห่งหนึ่งในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์และฟิสิกส์ ของวัตถุสามารถกำหนดโดยการคูณจำนวนปอนด์ของวัตถุโดย 0.454 รัศมีสามารถกำหนดได้โดยการหารเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 เนื่องจากความเร็วสัมผัสถูกยกกำลังสองแรงสู่ศูนย์กลางสามารถเพิ่มเป็นสี่เท่าโดยการเพิ่มความเร็วเป็นสองเท่า มวลหรือความเร็วที่เล็กลงจะทำให้ศูนย์กลางของแรงน้อยลง รัศมีที่มีขนาดเล็กยิ่งใหญ่ขึ้นแรงสู่ศูนย์กลางการศึกษาครั้งแรกของวันที่บังคับให้ย้อนกลับไปถึงศตวรรษที่สาม และปราชญ์อาร์คิมิดีส ความคิดบางอย่างของเขายังคงพบได้ในกลศาสตร์และฟิสิกส์สมัยใหม่ในปัจจุบัน หลายปีต่อมาการค้นพบเดิมของอริสโตเติลเกี่ยวกับกำลังถูกแก้ไขโดยการค้นพบของ Isaac Newton ผลการวิจัยของ Isaac Newton แสดงให้เห็นถึงแรงขับเคลื่อนพื้นฐานสี่ประเภทคือแรงแม่เหล็กไฟฟ้าอ่อนแอและแรงโน้มถ่วง คำอธิบายของเขายังคงไม่ถูกละเลยมาจนถึงทุกวันนี้กฎแห่งการเคลื่อนไหวครั้งแรกของ Newton หรือกฎแห่งความเฉื่อยกล่าวว่า “วัตถุทุกชนิดที่อยู่ในสภาวะการเคลื่อนที่แบบสม่ำเสมอมักจะอยู่ในสถานะการเคลื่อนที่ดังกล่าวเว้นแต่จะมีการนำเอาแรงภายนอกมาใช้ ” ซึ่งหมายความว่ามีแนวโน้มตามธรรมชาติสำหรับวัตถุเคลื่อนที่ที่เคลื่อนที่ได้เว้นแต่แรงภายนอกจะแทรกแซงตามกฎข้อที่สองของการเคลื่อนไหวการเร่งความเร็วจะเกิดขึ้นเมื่อแรงกระทำบนมวล ยิ่งมวลมากเท่าไรก็ยิ่งต้องใช้แรงมากขึ้น กำลังเท่ากับการเร่งความเร็วครั้งใหญ่กฎข้อที่สามระบุว่าสำหรับทุกแรงมีแรงปฏิกิริยาที่เท่ากัน แต่มีทิศทางตรงกันข้าม ดังนั้นเมื่อวัตถุหนึ่งดันวัตถุอื่นจะได้รับการผลักดันในทิศทางตรงกันข้ามอย่างเท่าเทียมกันเป็นอย่างหนัก

          การหมุนรอบแกนคงที่เป็นกรณีพิเศษของการเคลื่อนที่แบบหมุน สมมุติฐานของแกนคงไม่รวมถึงความเป็นไปได้ที่แกนจะเปลี่ยนทิศทางและไม่สามารถอธิบายปรากฏการณ์ดังกล่าวได้เช่นการโคลงเคลงหรือการเบี่ยงเบนความสนใจ ตามทฤษฎีบทการหมุนของออยเลอร์การหมุนพร้อม ๆ กันไปเป็นจำนวนแกนนิ่งในเวลาเดียวกันเป็นไปไม่ได้ หากหมุนสองครั้งในเวลาเดียวกันแกนหมุนใหม่จะปรากฏขึ้นบทความนี้อนุมานว่าหมุนยังมีเสถียรภาพเช่นว่าไม่มีแรงบิดที่จำเป็นเพื่อให้มันไป การเปลี่ยนแปลงทางพลศาสตร์และการเปลี่ยนแปลงของการหมุนรอบแกนคงที่ของร่างกายแข็งเป็นทางคณิตศาสตร์ที่ง่ายกว่าการหมุนเวียนของร่างกายแข็ง พวกเขามีความคล้ายคลึงกับการเคลื่อนไหวเชิงเส้นตามทิศทางคงที่เดียวซึ่งไม่เป็นความจริงสำหรับการหมุนฟรีของร่างกายแข็ง นิพจน์สำหรับพลังงานจลน์ของวัตถุและสำหรับแรงบนชิ้นส่วนของวัตถุจะง่ายกว่าสำหรับการหมุนรอบแกนคงที่กว่าสำหรับการเคลื่อนที่แบบทั่วไป ด้วยเหตุผลเหล่านี้การหมุนรอบแกนคงที่จะสอนโดยทั่วไปในหลักสูตรฟิสิกส์เบื้องต้นหลังจากที่นักเรียนได้เข้าใจการเคลื่อนไหวเชิงเส้นแล้ว เรื่องทั่วไปของการเคลื่อนที่แบบหมุนไม่ได้สอนในชั้นฟิสิกส์เบื้องต้น

การเคลื่อนที่แบบซิมเปิ้ลฮาร์มอนิก

• พื้นฐานความเข้าใจของการเคลื่อนที่แบบ S.H.M.
• สูตรที่ใช้ในการคำนวณ
• สมการ x, v, a เมื่อติดในรูปตรีโกณ และกราฟ
• การสั่นของวัตถุที่ติดปลายสปริง
• การแกว่งลูกตุ้มนาฬิกา
• พลังงานของวัตถุที่สั่นแบบ S.H.M.

Download หนังสือฟิสิกส์ เล่มไหนคลิ๊กเลย

มโหสถ

มโหสถ

Facebook

Twitter