מתנד הרמוני – הבדלי גרסאות
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
←מתנד הרמוני פשוט: הגהה |
|||
שורה 7:
== מתנד הרמוני פשוט ==
[[קובץ:Mass-Spring.PNG|שמאל|
מתנד הרמוני פשוט, הוא מערכת בה פועל כח מחזיר בלבד, שכן כשמו הוא מנסה להחזיר את המערכת לנקודת שיווי המשקל שלה, לאחר שזו סטתה ממנו. באופן כללי משוואת המתנד ההרמוני היא משוואה דיפרנציאלית מהצורה <math>\ddot \xi + \omega^2 \xi=0</math> כאשר <math>\xi</math>הוא הגודל המחזורי, ו<math>\ddot \xi</math> הוא הנגזרת השנייה בזמן של הגודל המחזורי.
שורה 41:
כעת, נרצה לדבר על האנרגיה של המערכת. עבור מסה המחוברת לקפיץ, סך האנרגיה נתון על ידי סכום של אנרגיה קינטית של המסה כפונקציה של הזמן, ואנרגיה פוטנציאלית אלסטית כפונקציה של הזמן. על ידי הצבת הגדלים שמצאנו למשוואת האנרגיה, ניתן לקבל את הדבר הבא:
<math> E(t)= \frac{1}{2}mv^2+ \frac{1}{2}kx^2=\frac{1}{2}m(-A\omega _{0}\sin(\omega _{0}t+\phi ))^2+\frac{1}{2}
הניתוח שביצענו כאן היה בעבור אנרגיה של מתנד הרמוני הבנוי מקפיץ, אך קיימות מערכות נוספות, ללא קפיץ בהן יכולות להיות אוסצילציות. גם במקרה כזה ניתן לטעון כי האנרגיה נשמרת, על ידי הטענה שכח מחזיר הוא כח משמר. כלומר, העבודה שלו אינה תלויה במסלול, והרוטור של כח זה, שווה לאפס. וכמובן שניתן להוכיח זאת עבור כל כח מחזיר.
|