概念を理解する
* shm: SHMでは、平衡位置からのオブジェクトの変位(x)は、時間とともに正弦波です。
* vmax: SHMのオブジェクトの最大速度。
* 速度と変位の関係: SHMの速度(v)は、方程式による変位(x)に関連しています。
* v =±ω√(a² -x²)
* どこ:
*ωは振動の角周波数です
* Aは振動の振幅です
位置を見つける(x)v =vmax/2
1。速度方程式:で開始します v =±ω√(a² -x²)
2。 set v =vmax/2: vmax/2 =±ω√(a² -x²)
3。 x:を解決します
*四方の両側:(vmax/2)²=ω²(a² -x²)
*再配置:x²=a² - (vmax / 2)² /ω²
*両側の平方根を取得します(正の位置が必要です):x =√(a² - (vmax / 2)² /ω²)
重要なメモ:
* 角度周波数(ω): ω=2πf、ここで、fは振動の周波数です。
* vmax: vmax =ωa(shmの最大速度)
* 象限: あなたが見つけるソリューションは、正の位置を表します。また、平衡点から反対方向に対応する負の位置があります。
例
あなたがshmを持っているとしましょう:
*振幅(a)=5 cm
*周波数(f)=2 Hz
速度が最大速度の半分である正の位置を見つけるには:
1。ω:を計算します ω=2πf=2π(2 Hz)≈12.57rad/s
2。 vmax:を計算します vmax =ωa≈12.57rad/s * 5cm≈62.85cm/s
3。方程式に代わる:
x =√(a² - (vmax / 2)² /ω²)
x≈√(5²-(62.85 / 2)² /12.57²)≈4.33cm
したがって、速度が最大速度の半分である正の位置は、平衡点から約4.33 cmです。