Доказательство простого гармонического движения (направление ускорения)

Частица массы м "=" 0,5 к г , прикреплен к пружине естественной длины л "=" 0,6 м и модуль упругости λ "=" 60 Н , а установка на горизонтальном гладком столе. Другой конец пружины прикреплен к неподвижной точке А на столе. Затем частицу вытягивают так, чтобы расстояние А п "=" 0,9 м , а затем выходит из состояния покоя. ( п находится справа от А , а натяжение пружины равно Т ).

Если вы возьмете Икс (смещение от центра колебаний) как увеличивающееся вправо, то вы можете доказать SHM, если вы можете получить уравнение, подобное этому:

а "=" ж 2
Так
Т "=" м а
( Т отрицательно, потому что Икс увеличивается вправо, делая право положительным, и Т находится слева, и а положительно, потому что в SHM а всегда находится в направлении Икс увеличивается.)
λ Икс л "=" м а
60 Икс 0,6 "=" 0,5 а
200 Икс "=" а
(что соответствует уравнению вверху, так что это SHM.)

Однако если вы возьмете Икс увеличить влево:

Т "=" м а
( Т положительно, потому что Икс увеличивается влево, делая лево положительным и Т находится слева, а положительно, потому что, опять же, в SHM а всегда находится в направлении Икс увеличивается.)
λ Икс л "=" м а
60 Икс 0,6 "=" 0,5 а
200 Икс "=" а
(что не соответствует уравнению, потому что нет отрицательного.)

Я так и не понял, что у меня не так во второй части? как можно изменить определение направления Икс увеличение имеет такой эффект?

(Вместо изменения направления Икс увеличивается, я мог бы сказать, что частица п нажимается так, что пружина сжимается и А п "=" 0,3 м делая Т действовать вправо, что является тем же направлением, что и Икс увеличивается).

тому, кто предложил редактирование. в моем учебнике говорится, что модуль упругости и что его единицы - ньютоны
Вы можете пинговать любого, кто редактировал . Кроме того, единицы измерения модуля Юнга такие же, как и у давления.

Ответы (1)

Я думаю, вы запутались в том, в каком направлении Т действует. Вам просто нужно посмотреть на результирующие силы и применить второй закон Ньютона: Ф "=" м а . Чтобы найти направление силы и ускорения, вы просто выбираете направление, например, вправо. Это направление также должно применяться к положению и скорости, поскольку они представляют собой интеграцию ускорения. Вот что вы имели в виду под: " а всегда находится в направлении Икс увеличивается"? Теперь вам просто нужно найти выражение для результирующей силы, действующей на частицу. Хороший способ проверить правильность знака - построить диаграмму свободного тела.

PS: модуль упругости из вашего учебника, вероятно, имеет единицу силы на деформацию, но поскольку единицей деформации является расстояние на расстояние, чистая единица силы. Однако мне кажется странным, что ваш учебник называет это модулем упругости, поскольку обычно он имеет единицу давления. Лично я предпочитаю жесткость пружины в таких системах, так как они более непосредственно связаны со смещением.

спасибо за ваш ответ, я думаю, что эта диаграмма может лучше объяснить мой вопрос, i.stack.imgur.com/MlKkD.jpg моя проблема связана с (2), у нее нет знака минус.
Вам не нужны 2 выражения для описания ускорения, так как если смещение отрицательно, то пружина сжата и, следовательно, натяжение отрицательно.