Symulacja interaktywna
Cechy ruchu harmonicznego
Symulacja interaktywna przedstawia cechy ruchu harmonicznego na przykładzie wahadła matematycznego (punktu materialnego poruszającego się po łuku okręgu o promieniu równym długości wahadła pod wpływem siły ciążenia). Umożliwia poznanie rozkładu sił oraz własności siły wypadkowej, odpowiedzialnej za ruch harmoniczny.
Parametr l pozwala na zmianę długości wahadła, natomiast R pozwala kontrolować początkowe wychylenie (poprzez zmianę amplitudy drgań).
Symulacja interaktywna przedstawia cechy ruchu harmonicznego na przykładzie wahadła matematycznego, czyli punktu materialnego poruszającego się pod wpływem siły ciążenia po łuku okręgu o promieniu równym długości wahadła. Przy założeniu, że wychylenie takiego wahadła jest małe, to składowa siły ciężkości styczna do łuku zależy liniowo od wychylenia wahadła z punktu równowagi, co prowadzi właśnie do ruchu harmonicznego.
Jeżeli wychylimy wahadło z położenia równowagi o mały kąt, wówczas zacznie ono wykonywać drgania harmoniczne. Kwadrat częstotliwości drgań będzie równy ilorazowi przyspieszenia ziemskiego i długości wahadła.
Zależność wychylenia takiego wahadła od czasu może zostać opisana funkcją sinus z odpowiednim przesunięciem fazowym (fazą początkową), zależnym od wychylenia w chwili początkowej. Wykres prędkości wahadła od czasu opisuje również funkcja sinus, przesunięta tylko względem wykresu położenia wahadła o jedną czwartą okresu drgań – efektywnie jest więc to kosinus tego samego argumentu.
Czy początkowe wychylenie wahadła wpływa na jego okres?