1. Återställa kraft:
* Kraften som verkar på objektet måste vara direkt proportionell mot förskjutningen från jämviktspositionen.
* Kraften måste alltid agera mot jämviktspositionen, vilket innebär att det är en återställande kraft.
* Matematiskt representeras detta som:f =-kx, där f är kraften, k är vårkonstanten och x är förskjutningen.
2. Ingen energiförlust:
* Helst bör det inte finnas någon energiförlust på grund av friktion, luftmotstånd eller andra dissipativa krafter. Detta säkerställer att svängningarna fortsätter på obestämd tid.
3. Linjär återställningskraft:
* Återställningskraften måste vara linjär, vilket innebär att den inte beror på torget eller någon annan kraft i förskjutningen. Detta säkerställer att svängningarna är sinusformade.
4. Enkel jämviktsposition:
* Systemet måste ha en enda, stabil jämviktsposition. Detta innebär att när objektet förflyttas från denna position upplever det en kraft som skjuter tillbaka mot jämvikten.
Konsekvenser av dessa villkor:
* sinusformad rörelse: Förskjutningen, hastigheten och accelerationen av objektet som genomgår SHM varierar sinusformigt med tiden.
* konstant period: Den tid det tar för en fullständig svängning (period) är konstant, oberoende av rörelsens amplitud.
* Conservation of Energy: Systemets totala mekaniska energi (potentiell energi + kinetisk energi) förblir konstant.
Exempel på SHM:
* massfjädersystem: En massa fäst vid en vår som följer Hookes lag.
* Enkel pendel: En liten bob hängande från en fast punkt av en lätt, oförstörlig sträng, förutsatt små svängningsvinklar.
* LC -kretsen: En induktor och kondensator som är ansluten i serie, där laddningen på kondensatorn svänger sinusoidalt.
Viktig anmärkning:
Medan förhållandena för idealisk SHM sällan är perfekt uppfyllda i verkliga situationer, uppvisar många system ungefär enkel harmonisk rörelse, vilket gör det till en mycket användbar modell inom fysik och teknik.
