✨Dao động điều hòa đơn giản

Dao động điều hòa đơn giản (hay dao động điều hòa đơn tần, hay đôi khi được gọi ngắn gọn là dao động điều hòa) là một dao động có ly độ biến thiên theo thời gian theo hàm điều hòa và ở tần số và biên độ không đổi theo thời gian. Vị trí của một vật chuyển động theo dao động điều hòa đơn, x(t) có thể biểu diễn phụ thuộc vào thời gian t theo công thức: :$x(t)\; =\; A\backslash cos\backslash left(2\backslash pi!f\; t+\backslash phi\backslash right),$ Với A là biên độ, f là tần số, φ là pha.

Mọi chuyển động có biên độ biến đổi theo thời gian một cách tuần hoàn, đều có thể được phân tích thành tổng các biến đổi theo dao động điều hòa đơn, sau khi áp dụng biến đổi Fourier.

Dao động điều hòa đơn thể hiện sóng đơn sắc hay đơn tần. Nguồn gốc của chữ đơn sắc là sóng điện từ trong giải phổ ánh sáng nếu có điện trường và từ trường tại một vị trí dao động điều hòa đơn (ở một tần số duy nhất) thì ứng với một màu sắc và là ánh sáng đơn sắc.

Phương trình động lực học của dao động điều hòa đơn giản

phải Ví dụ một lò xo khi bị kéo (hay nén) một khoảng y khỏi vị trí cân bằng sẽ sinh ra lực đàn hồi khiến lò xo quay trở về vị trí cân bằng: :$F\; =\; -ky\backslash ,$ với k là hệ số đàn hồi của lò xo.

Lực này gây nên gia tốc chuyển động a cho vật thể khối lượng m treo trên lò xo : $F\; =\; ma\backslash ,$

Do đó: : $ma\; =\; -ky\backslash ,$ : $m\backslash frac\{\backslash mathrm\{d\}^2\; y\}\{\backslash mathrm\{d\}t^2\}\; =\; -ky$ $(1)\backslash ,$

Có nghiệm phức $u\; =\; \backslash pm\backslash omega\; i\backslash ,$

Từ công thức nghiệm tổng quát: $y(t)\; =\; e^\{\backslash alpha\; t\}\backslash left(c\_1\backslash cos\backslash left(\backslash beta\; t\backslash right)\; +\; c\_2\backslash sin\backslash left(\backslash beta\; t\backslash right)\backslash right)\backslash ,$ (với $\backslash alpha\backslash ,$ là phần thực, $\backslash beta\backslash ,$ là phần ảo của nghiệm phức).

Tìm được một nghiệm đơn giản của phương trình trên : $y(t)\; =\; c\_1\backslash cos\backslash left(\backslash omega\; t\backslash right)\; +\; c\_2\backslash sin\backslash left(\backslash omega\; t\backslash right)\; =\; \backslash sqrt,$ : $A\; =\; \backslash sqrt$