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简谐运动的加速度大小

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简谐运动的加速度大小

简谐运动的物体,从平衡位置向最大位移处运动过程中,加速度增大而速度减小,在最大位移处加速度最大时速度为零,反之,从最大位移处到平衡位置运动,速度增大加速度减小,经过平衡位置时,速度最大,加速度为零,因此,简谐运动的物体,速度和加速度的大小总是成减函数关系,即当物体向平衡位置运动时,速度增大、加速度减小,位移是正值,加速度、速度是负值,位移是负值,加速度、速度是正值当物体背离向平衡位置运动时,速度减小、加速度增大,位移是正值,加速度、速度是正值,位移是负值,加速度、速度是负值。

分析:

简谐运动的一般振动方程式为 X=A * sin( ω t +Φ )

式中 A是振幅,ω是角频率(ω=2π / T,T是周期),Φ是初相位。

那么由 V=dX / dt 可得振动速度是 V=A*ω * cos( ω t +Φ )

由 a=dV / dt 可得振动的加速度是 a=-A * ω^2 * sin( ω t +Φ )

可见,简谐运动中的加速度大小是 a=A * ω^2 * sin( ω t +Φ ) 的绝对值。