Ruch harmoniczny prosty Ruch harmoniczny prosty jest ruchem drgającym. Ruch ten odbywa się pod wpływem siły zwróconej zawsze w stronę położenia równowagi i posiadającej wartość wprost proporcjonalną do wychylenia z położenia równowagi. Taką siłą może być przykładowo siła sprężystości sprężyny F = – kx. Przykłady ruchu harmonicznego. Ciało o masie m zaczepione do jednego końca sprężyny wykonuje drgania harmoniczne pod wpływem siły F = – kx, jeśli zostanie wychylone z położenia równowagi poprzez naciągnięcie lub ściśnięcie sprężyny: Innym przykładem ruchu harmonicznego jest ruch wahadła matematycznego, które składa się z punktu materialnego o masie m zawieszonego na cienkiej i nierozciągliwej nici. Jeżeli wychylimy tę masę z położenia równowagi o bardzo mały kąt i puścimy swobodnie, to będzie ona wykonywała drgania harmoniczne, pod wpływem siły Widać, że tutaj, że Druga składowa siły ciężkości jest równoważona przez siłę, z jaką nić działa na ciało która jest składową siły ciężkości. (Fr = - Fn ). Siła powodująca drgania harmoniczne ma w każdej chwili ruchu inną wartość i dlatego jest przyczyną zmiennego przyspieszenia, które ma kierunek i zwrot zgodny z kierunkiem i zwrotem tej siły. Ruch harmoniczny jest przykładem ruchu niejednostajnie zmiennego. Ponieważ siły oporu są w tym ruchu pomijalnie małe, to drgania harmoniczne nie są tłumione. Ciało znajdujące się w ruchu harmonicznym nazywamy oscylatorem harmonicznym. Oscylator harmoniczny Oscylator harmoniczny, wyidealizowany układ fizyczny - punkt materialny o masie m, na który działa siła proporcjonalna do chwilowego wychylenia x od pewnego położenia równowagi. Klasyczne równanie ruchu oscylatora harmonicznego ma postać: jego ogólnym rozwiązaniem jest funkcja: co oznacza, że punkt materialny wykonuje drgania harmoniczne o częstości kołowej (A jest ich amplitudą, ϕ - stałą fazą). W mechanice kwantowej rozwiązaniami równania Schrödingera dla oscylatora harmonicznego są funkcje falowe wyrażone przez iloczyny wielomianów Hermite'a i funkcji wykładniczej znikającej do zera w nieskończoności, widmo energetyczne drgań jest skwantowane, energia oscylatora harmonicznego może przyjmować wartości zgodne ze wzorem: En=hω(n+1/2), n=0,1,2,... Oscylator harmoniczny lub układ kilku oscylatorów harmonicznych jest przybliżonym modelem teoretycznym wielu prawdziwych obiektów fizycznych. Drgania swobodne Drgania swobodne- drgania jakie wykonuje układ mechaniczny wychylony z położenia trwałej równowagi, jeżeli jeżeli nie działają nań żadne inne siły poza tymi, które określają położenie równowagi. Przeciwieństwem drgań...