การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย คืออะไร

การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิก (Harmonic Motion) เป็นการเคลื่อนที่ที่วัตถุเคลื่อนที่ไป-กลับกลับมาที่ตำแหน่งเดิมอย่างซ้ำๆ โดยมีลักษณะการเคลื่อนที่คล้ายคลึงกับการเคลื่อนที่ของวัตถุในการสั่นสะเทือน ซึ่งพบได้ในหลายสถานการณ์ในชีวิตประจำวัน เช่น เสียงดังของที่ว่างเปล่าที่ถูกกระแทกหรือการเคลื่อนที่ของสายโกล์ฟที่ถูกตบ

กระบวนการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอาจเกิดจากแรงยึดติดทำงานบังคับพลังมาทำให้วัตถุเคลื่อนที่ ซึ่งแรงนี้มักเรียกว่าแรงเสียดทาน (Restoring Force) โดยมักมีลักษณะทำงานเป็นทรงวงกลม แรงเสียดทานนี้มีค่าที่สม่ำเสมอเมื่อวัตถุอยู่ในตำแหน่งนี้ พร้อมทั้งมีทิศทางชี้ไปในทิศทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ

มีหลายประเภทของการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิก เช่น การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย (Simple Harmonic Motion: SHM), การเคลื่อนที่ดังฮาร์มอนิก (Harmonic Motion with Damping) และการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกบางส่วน (Partial Harmonic Motion) เป็นต้น ในบทความนี้เราจะสนใจเฉพาะการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย (SHM)

เราสามารถระบุลักษณะของการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่ายด้วยลักษณะของค่าเพียงพอใดบางค่า ได้แก่:

1. ประจุที่แสดงตำแหน่งของวัตถุ: วัตถุที่เคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย มักทำการเคลื่อนที่ด้วยทิศทางเดียวกันข Hinutcrs ด้วยกระแสเพียงพอ แสดงแบบมุมฟอร์มของภาวะการยันตัวกลับกลาง
2. ค่าคงที่ที่แสดงถึงความสัมพันธ์ระหว่างประจุและตำแหน่งของวัตถุ: ตัวแปรคงที่ในการแก้สมการการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย คือค่าของความจุ (Amplitude) และความถี่ (Frequency)
3. จุดสมดุลที่แสดงถึงตำแหน่งและความเร็วของวัตถุ: จุดสมดุลในการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย คือจุดที่วัตถุผ่านไปมา เมื่อไม่มีแรงทำงานใดๆ อ ดังนั้น, จุดสมดุลเป็นตำแหน่งที่ค่าเวลาในการคืนค่าและความเร็วของวัตถุคือศูนย์ เคลื่อนที่จากจุดสมดุลไปทั้งสองทิศทางได้อย่างเสถียรกับการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย