การเคลื่อนที่แบบซิมเปิ้ลฮาร์มอนิก
ทีมงานทรูปลูกปัญญา
|
16 ก.ย. 67
 | 485 views



หลายคนคงรู้ว่านาฬิกาลูกตุ้มกินแบตเตอรี่น้อยมาก สมัยก่อนนาฬิกาลูกตุ้มไม่ต้องใช้แบตเตอรี่เลยแต่ลูกตุ้มก็สามารถแกว่งไป-มาได้และยังบอกเวลาได้ถูกต้องแม่นยำมากด้วย

ถ้าลองมองการเคลื่อนที่ของลูกตุ้มแบบละเอียด ลูกตุ้มแกว่งไปมา แสดงว่ามันเคลื่อนที่ซ้ำไปซ้ำมาทับจุดเดิมตลอด และเมื่อใช้มันบอกเวลาได้แม่นยำก็แปลว่าเวลาในการแกว่งไปมาก็ต้องเท่าเดิม การเคลื่อนที่ลักษณะนี้เรียกว่า การเคลื่อนที่แบบมีคาบ

รูปแบบการเคลื่อนที่แบบพื้นฐานที่ใช้อธิบายการแกว่งของลูกตุ้มนาฬิกาเรียกว่าการเคลื่อนที่แบบซิมเปิ้ลฮาร์มอนิก (Simple Harmonic Motion) เนื่องจากการแกว่งของลูกตุ้มเป็นการเคลื่อนที่ใน 2 มิติซึ่งอาจซับซ้อนเล็กน้อย จึงขอเลือกอธิบายการเคลื่อนที่แบบซิมเปิ้ลฮาร์มอนิกสำหรับวัตถุผูกติดกับสปริงก่อน....ผูกวัตถุติดกับสปริง ออกแรงดึงเล็กน้อย หลังจากปล่อยมือวัตถุจะมีการสั่นกลับไปกลับมา

ธรรมชาติของสปริงจะออกแรงคืนตัวทำให้วัตถุมีความเร่งตามทิศของแรงนั้น เมื่อวัตถุอยู่ทางขวานับจากจุดที่สปริงมีความยาวธรรมชาติจะมีแรงดึงกลับมาทางซ้ายและทำให้เกิดความเร่งที่มีทิศไปทางซ้าย แต่เมื่อวัตถุอยู่ทางซ้ายจะมีแรงดันกลับไปทางขวา 

ทำให้มีความเร่งไปทางขวา หากเทียบจากจุดที่สปริงมีความยาวธรรมชาติ การกระจัดจะมีทิศทางตรงข้ามกับความเร่งเสมอ การเคลื่อนที่แบบซิมเปิ้ลฮาร์มอนิกความเร่งจะแปรผันกับการกระจัดแต่จะมีทิศทางตรงข้ามกัน