Voici des exemples de mouvement harmonique simple (SHM) en physique:
1. Masse au printemps:
* Imaginez une masse attachée à un ressort, suspendu verticalement. Lorsque vous tirez la masse et la relâchez, cela oscillera de haut en bas. Cette oscillation est SHM, caractérisée par:
* Force de restauration: Le ressort tire la masse vers sa position d'équilibre. Cette force est proportionnelle au déplacement de l'équilibre.
* Motion périodique: La masse répète son mouvement sur des intervalles de temps égaux.
* Déplacement sinusoïdal: La position de la masse peut être décrite par une fonction sinus ou cosinus.
2. Pendule:
* Un simple pendule se compose d'une masse suspendue à une ficelle ou à une tige. Lorsqu'il est déplacé de sa position d'équilibre et libéré, il bascule d'avant en arrière. Ce mouvement est approximativement SHM pour les petits angles de déplacement.
* Force de restauration: La gravité agit comme la force de restauration, tirant la masse vers sa position d'équilibre.
* Motion périodique: Le pendule répète son swing sur des intervalles de temps égaux.
* Déplacement sinusoïdal: La position de la masse peut être approximée par une fonction sinus ou cosinus.
3. Ondes sonores:
* Les ondes sonores sont des ondes longitudinales qui voyagent à travers un milieu (comme l'air). Les oscillations des molécules d'air dans une onde sonore peuvent être décrites comme SHM.
* Force de restauration: La différence de pression dans le milieu fait osciller les molécules d'avant en arrière.
* Motion périodique: Les molécules d'air oscillent dans un modèle régulier et répétitif.
4. Ondes électromagnétiques:
* Les ondes électromagnétiques, comme la lumière, sont composées de champs électriques et magnétiques oscillants. Ces champs peuvent être décrits comme SHM, avec les champs électriques et magnétiques oscillant perpendiculaires les uns aux autres et à la direction de la propagation des vagues.
* Force de restauration: L'interaction des champs électriques et magnétiques agit comme une force de restauration, provoquant une oscillation des champs.
5. Circuits AC:
* Dans les circuits de courant alternatif (AC), la tension et le courant oscillent sinusoïdalement. Ces oscillations peuvent être considérées comme SHM.
* Force de restauration: L'inductance et la capacité du circuit agissent comme des forces de restauration, repoussant le courant et la tension vers leurs valeurs d'équilibre.
Caractéristiques clés de SHM:
* Force de restauration: Une force qui agit toujours pour ramener le système vers sa position d'équilibre.
* Périodicité: Le mouvement se répète après un intervalle fixe de temps appelé la période.
* Fréquence: Le nombre d'oscillations par unité de temps.
* amplitude: Le déplacement maximal de la position d'équilibre.
* mouvement sinusoïdal: Le déplacement, la vitesse et l'accélération peuvent être décrits par les fonctions sinus ou cosinus.
Faites-moi savoir si vous avez d'autres questions ou si vous avez besoin de clarification sur un exemple spécifique.
