Hvornår vil bevægelsen af ​​enkel pendel være SHM?

Betingelser for SHM:

1. små amplitude svingninger: Fortrængningsvinklen fra ligevægtspositionen skal være lille (typisk mindre end 10 grader). Dette sikrer, at gendannelsesstyrken er direkte proportional med forskydningen, et centralt krav til SHM.

2. Ingen luftmodstand eller friktion: Eventuelle eksterne kræfter som luftmodstand eller friktion vil dæmpe svingningerne, hvilket gør bevægelsen afvige fra SHM.

Hvorfor er det tilnærmelsesvis Shm?

* Gendannelse af kraft er ikke perfekt lineær: Gendannelse af kraft i en pendul er proportional med sinusen af ​​forskydningsvinklen. For små vinkler, synd (θ) ≈ θ, hvilket gør kraften tilnærmelsesvis lineær. For større vinkler bryder denne tilnærmelse imidlertid ned, og bevægelsen bliver ikke-lineær.

* svingningsperioden er afhængig af amplitude: I ægte SHM er perioden uafhængig af amplituden. For en pendel stiger perioden imidlertid lidt, når amplituden øges.

Kortfattet:

Mens en simpel pendel ofte modelleres som gennemgår SHM, er det vigtigt at huske, at dette kun er en tilnærmelse, der er gyldig for små svingninger og i mangel af betydelig friktion. For større amplituder afviger bevægelsen fra ren SHM.