การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างงง่าย
ทีมงานทรูปลูกปัญญา
|
06 ส.ค. 64
 | 35.3K views



การเคลื่อนที่แบฮาร์มอนิกอย่างง่าย (simple harmonic motion) เป็นการเคลื่อนที่กลับไปกลับมาซ้ำทางเดิมของวัตถุ โดยมุมที่เบนจากแนวดิ่งหรือแนวสมดุลไปถึงแนวที่วัตถุหยุด มีค่าคงตัวและค่าความถี่ค่าเดียว ระยะห่างจากตำแหน่งสมดุลคงตัว ซึ่งเป็นค่าสูงสุด เรียกว่า แอมพลิจูด (amplitude)

ภาพ : shutterstock.com

ตัวอย่างการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย เช่น ถ้านำลูกตุ้มมาติดกับปลายลวดสปริงในแนวดิ่ง สปริงจะยืดออกจนหยุดนิ่ง เรียกว่า สปริงอยู่ในภาวะสมดุล จากนั้น ถ้ามีแรงภายนอกมาดึงลูกตุ้มลงแล้วปล่อยลูกตุ้ม ลูกตุ้มก็จะเคลื่อนที่ขึ้น-ลงผ่านตำแหน่งสมดุลซ้ำรอยเดิม โดยค่าสูงสุดของระยะห่างจากตำแหน่งสมดุลคงตัว (ทั้งจุดสูงสุดและต่ำสุด) เรียกว่า แอมพลิจูด 


ตัวอย่างการนำการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่ายไปใช้ประโยชน์ เช่น การออกแบบระบบกันสะเทือนในยานพาหนะอย่างเช่นรถยนต์ โดยลดการสั่นสะเทือนที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของล้อไปบนพื้นผิวถนนที่ขรุขระ โดยใช้ขดลวดปริง ที่อยู่ระหว่างตัวรถกับล้อรถ เป็นตัวรับน้ำหนักและแรงกระแทกที่เกิดขึ้น

เมื่อยานพาหนะเคลื่อนที่ไปบนทางขรุขระ ขดลวดสปริงจะยุบและยืดตัว ส่งผลให้ล้อเคลื่อนที่ขึ้นลงได้ในแนวดิ่ง โดยที่ส่วนตัวรถยังคงนิ่ง ทำให้สามารถลดการสั่นของรถลงได้ แต่รถยังอาจสั่นขึ้นลงตามสมบัติของสปริง จึงต้องมีอุปกรณ์ที่ช่างไทย เรียกว่า โช้คอัพ (shock absorber) เพื่อหน่วงไม่ให้ขดลวดสปริงและล้อ มีการสั่นต่อเนื่องนานเกินไป ทำให้รถยนต์วิ่งได้นิ่มขึ้น

ภาพ : shutterstock.com

 

 

เรียบเรียงโดย : ปิตุพร พิมพาเพชร