简谐运动质点速度公式(简谐运动速度公式怎么推导)

简谐运动质点速度公式(简谐运动速度公式怎么推导)

首页维修大全综合更新时间:2025-06-05 22:16:37

简谐运动质点速度公式

简谐运动是指物体在弹性力作用下围绕平衡位置做匀速往复运动,其速度与时间的关系可表示为v=Aωcos(ωt+φ),其中v为速度,A为振幅,ω为角频率,t为时间,φ为初相位。

我们先写出它的受力公式: F=-KX (F为回复力,X为位移),把它改写为ma+KX=0,注意到a是X的二阶导数,上式又可写为mx''+kx=0,即x''+(K/m)x=0, 另ω^2=k/m,得到最终表达式为x''+(ω^2)x=0

这就是所有简谐运动要满足的微分方程(ω只跟系统本身有关),这个微分方程并不难解,关键是注意到三角函数求导的不变性,解出来得x=Asin(ωx+ψ),然后在求导即可得速度v=-Acos(ωx+ψ)

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