Mi lesz a fáziskülönbség a gyorsulás és a sebesség között az SHM alatt? Melyik a megfelelő példa?


Válasz 1:

Gondolj egy hölgyre.

A nulla pozícióból indul, közvetlenül a forgóeszköz alatt. Lábainak mozgatásával elkezdi a lengést előre-hátra mozogni (egyébként csaknem SHM-ben). Az előremenő pozíciót nullához viszonyítva pozitívnak, hátra negatívnak hívjuk. Most figyelmen kívül hagyjuk a lábát, és összpontosítsunk rá és a hintara, mint egységre.

Egy cikluson belüli mozgása a nulla helyzetből (lengés alja, nulla radián a cikluson belül, szintén nulla fok) a legmagasabb előre helyzetbe (+ pi / 2 radián, vagy +90 fok a cikluson belül), vissza a nulla helyzetbe (+ pi radián, vagy +180 fok a cikluson belül), a legmagasabb hátsó helyzetbe (+ 3pi / 2 radián, vagy +270 fok a cikluson belül), végül vissza a kiindulási helyzetbe (2pi sugár, vagy +360 fok).

Hintás közben „legnagyobb” pozitív pozíciója (vagy elmozdulása) akkor van, amikor előrefelé van (+90 fok). De a legnagyobb előrehaladási sebessége az, amikor zoomol a lengés alsó pontján (0 fok). Ezért a sebességi gráf csúcsa 90 fokkal elmarad a pozíciós gráf csúcsától.

És végül: a legnagyobb előre gyorsulása az, amikor éppen elérte a hátsó tetejét (csak egy pillanatra megállt a tetején, és lényegében lefelé és előre esik a gravitáció és a lengő lánc miatt). Ezért a gyorsulási gráf csúcsa további 90 fokkal elmarad a sebesség-gráf csúcsán. (Vagy ezzel megegyezően, a gyorsulás 180 fokkal elmarad a pozíciótól.)