Home - เนื้อหาฟิสิกส์ (Physics Story) - เนื้อหากลศาสตร์แบบดั้งเดิม - การเคลื่อนที่แบบซิมเปิลฮาร์มอนิก
การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย คือ การเคลื่อนที่กลับไปมาผ่านตำแหน่งสมดุล ด้วยคาบที่คงที่ และระยะห่างที่วัตถุเคลื่อนผ่านตำแหน่งสมดุลไปได้ไกลที่สุด เรียกว่า แอมพลิจูด มีค่าคงที่อีกเช่นกัน ยกตัวอย่างเช่น การเคลื่อนที่ของมวลติดสปริง หรือ การแกว่งของลูกตุ้มเพนดูลัม (หมายเหตุ – เนื้อหารอการอัพเดทอีกบางส่วน เช่น รูปภาพ) ขณะออกแรงดึงรถด้วยแรง
จะมีแรงปฏิกิริยา จากลวดสปริงที่เป็นแรงดึงกลับ (Restoring Force) โดยมีขนาดของแรงเท่ากัน แต่ทิศทางตรงกันข้าม หากให้แรงดึงรถเป็น และให้แรงดึงกลับ (Restoring Force) เป็นการเคลื่อนที่แบบซิมเปิลฮาร์มอนิก
และแรงที่เป็นตัวการทำให้เกิดการเคลื่อนที่แบบ simple harmonic ก็คือ แรง Restoring Force ซึ่งเป็นการเคลื่อนที่แบบมีความเร่ง สมมติให้ความเร่งเท่ากับ a จะได้ว่า
—- (1) (ความเร่งหากมองในมุมการเคลื่อนที่ของรถ)
จากสมการข้างต้น สามารถตีความหมายได้ว่า รถเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง ซึ่งแปรผันตรงกับการกระจัด (ระยะห่างจากจุดสมดุล) รวมทั้ง ทิศทางของความเร่งมีทิศตรงกันข้ามกับทิศของการกระจัด อีกด้วย
เนื่องจากรถเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย ด้วยคาบที่คงที่ (หากไม่คำนึงถึงแรงเสียดทานต่างๆ) เราสามารถพิจารณาความเร่ง a ของรถ ในอีกสมการหนึ่งได้ ดังนี้
—- (2) (ความเร่งหากมองในมุมการเคลื่อนแบบมีคาบ)
โดยที่ —- (3)
นำสมการ (1) เท่ากับ สมการ (2) จะได้ว่า
—- (4)
และจากสมการที่ (3) จะได้ว่า เมื่อ —- (5)
ดังนั้น เพื่อพิจารณาสมการที่ (4) และ (5) จะสามารถหาคาบและความถี่ของการเคลื่อนที่ได้ดังนี้