1.

 

 

當作用於物體的力常與物體離平衡點的位移的大小值正比、但方向相反的運動定義為簡諧運動。它的重要特性包括

(1) 振動的週期與振幅無關 (等時性、isochronism);

(2) 位移與時間的變化是一正弦曲線(sinusoidal)。

 

2.

 

 

 

 

 

 

這個 SHM 是沒有甚麼勢能的。它的動能減小後增加,增加後又減小,週而復始,這完全是因為一個外力不斷地作功。 甚麼外力? 摩擦作用於木板,同時,摩擦亦作用於滾筒上。要滾筒不停地轉動,是需要一外力(矩)作用其軸上,以保持等速轉動。這個 SHM 不是封閉系統,它的能量不守恆

從功—能量定律來分析,

a. 摩擦乘木板的平移位移(涉及積分)等於木板動能的改變。

b. 摩擦乘木板在滾筒上的滑動距離(sliding distance)等於損耗的機械能。

c. 若滾筒沒有加速,則外力對滾筒作功等於木板動能的改變和損耗的機械能量 (a+b)。

3.

 

 

 

變化是頻率增加、振幅減少。

大的摩擦可做成一較大的減速度,物體在經過中央平衡點開始減速。大的(平均)減速度可在較短的路程和時間把速度減至零。

不妨可再想想,若是當木杆在到達一個最大位移(即是左或右的極點),才突然增大摩擦系數,情況又是否一樣?

4.

5.