1. Force de restauration:
* La force agissant sur l'objet doit être directement proportionnelle au déplacement de la position d'équilibre.
* La force doit toujours agir vers la position d'équilibre, ce qui signifie qu'il s'agit d'une force de restauration.
* Mathématiquement, ceci est représenté comme:f =-kx, où f est la force, k est la constante de ressort, et x est le déplacement.
2. Aucune perte d'énergie:
* Idéalement, il ne devrait pas y avoir de perte d'énergie due à la friction, à la résistance à l'air ou à d'autres forces dissipatives. Cela garantit que les oscillations se poursuivent indéfiniment.
3. Force de restauration linéaire:
* La force de restauration doit être linéaire, ce qui signifie qu'elle ne dépend pas du carré ou de toute autre puissance du déplacement. Cela garantit que les oscillations sont sinusoïdales.
4. Position d'équilibre unique:
* Le système doit avoir une position d'équilibre stable unique. Cela signifie que lorsque l'objet est déplacé de cette position, il subit une force qui la repousse vers l'équilibre.
Conséquences de ces conditions:
* mouvement sinusoïdal: Le déplacement, la vitesse et l'accélération de l'objet subissant la SHM varient sinusoïdalement avec le temps.
* période constante: Le temps pris pour une oscillation complète (période) est constant, indépendant de l'amplitude du mouvement.
* Conservation de l'énergie: L'énergie mécanique totale du système (énergie potentielle + énergie cinétique) reste constante.
Exemples de SHM:
* Système de ressort de masse: Une masse attachée à un printemps qui obéit à la loi de Hooke.
* Pendule simple: Un petit bob suspendu à un point fixe par une chaîne légère et différente, en supposant de petits angles d'oscillation.
* Circuit LC: Une inductance et un condensateur connectés en série, où la charge sur le condensateur oscille sinusoïdalement.
Remarque importante:
Bien que les conditions de SHM idéal soient rarement parfaitement remplies dans des situations réelles, de nombreux systèmes présentent un mouvement harmonique approximativement simple, ce qui en fait un modèle très utile en physique et en ingénierie.
