AQA A-Level 物理/簡諧運動
簡諧運動 - 物體可以以各種方式振盪，但一種非常重要的振盪形式是簡諧運動 (SHM)。如果一個物體正在進行 SHM，則
- 物體的加速度與其偏離平衡位置的位移成正比。
- 加速度始終指向平衡位置。
振盪的頻率以赫茲 (Hz) 為單位測量，表示每秒的振盪次數。一次振盪的時間稱為週期 (T)，以秒為單位測量。
加速度：我們可以使用以下公式計算物體在其振盪中的任何點的加速度。
在這個公式中：a 是加速度，f 是以赫茲為單位的頻率，x 是以米為單位的偏離中心位置的位移。
位移：（在計算器中使用此公式時，確保它以弧度為單位）您可以使用此公式計算物體在其振盪中的任何點的位移。
該公式的術語與加速度公式相同。該公式中的額外術語是 A，它是以米為單位的振幅（或最大位移），t 是以秒為單位的振盪開始以來的時間。
速度：我們可以使用以下公式計算物體在其振盪中的任何點的速度
該公式中的術語與上述公式相同。該公式中的額外術語是 v，有趣的是，它就是速度。
SHM 圖表
這些圖表分別顯示位移、速度和加速度。這些圖表顯示了位移和加速度如何成比例，但方向相反，以及當位移最小的時候，速度處於最大值。這些是需要記住的重要概念，因為它們是 SHM 特有的，允許我們確定一個物體或系統是否確實以 SHM 運動。
當試圖找到最大速度（將在位移最小時出現）時，速度公式簡化為以下公式
當我們只想瞭解最大加速度（在位移最大時出現，例如為什麼它使用系統的振幅）時，加速度公式簡化為以下公式
SHM 和能量：對於進行 SHM 的擺，能量在動能和勢能之間來回傳遞。總能量保持不變，等於任何運動點上的動能 + 勢能。