Hvilket krav skal opfyldes af en styrke, der virker på partikel for at gennemgå en enkel harmonisk bevægelse?

Matematisk kan dette udtrykkes som:

f =-kx

hvor:

* f virker kraften på partiklen

* x er forskydningen af partiklen fra dens ligevægtsposition

* k er en positiv konstant kaldet fjederkonstanten (eller stivhed)

Denne ligning repræsenterer Hooke's Law, der beskriver gendannelse af en ideel forår.

Her er grunden til, at denne tilstand fører til simpel harmonisk bevægelse:

* gendannelse af kraft: Kraften virker altid for at trække partiklen tilbage mod dens ligevægtsposition, og dermed det negative tegn.

* lineært forhold: Kraften er direkte proportional med forskydningen, hvilket betyder, at en større forskydning resulterer i en stærkere gendannelsesstyrke.

* oscillerende bevægelse: Denne kombination af en gendannelsesstyrke og et lineært forhold fører til svingninger. Partiklen accelererer mod ligevægt, overskydninger og accelererer derefter tilbage igen, hvilket skaber en gentagen, sinusformet bevægelse.

Eksempler på systemer, der udviser enkel harmonisk bevægelse:

* En masse fastgjort til en fjeder

* En pendul, der svinger med en lille amplitude

* En vibrerende tuning gaffel

Vigtig note: Mens kraften skal være proportional med forskydningen, er det vigtigt at huske, at bevægelsen * ikke er * nødvendigvis lineær. For eksempel gennemgår en pendul SHM i en bue, ikke en lige linje. Imidlertid fungerer * gendannelse af kraft * altid langs linjen, der forbinder pendelboben til dens ligevægtsposition.