简谐振动为什么符合正弦函数图像

什么被称为简谐运动?

什么被称为简谐运动?

简谐运动是最基本也是最简单的机械振动。简谐运动定义当某物体进行简谐运动时,物体所承受的力跟位移成正比,并且总是指向平衡位置。它是一种由自身系统性质决定的周期性运动(如单摆运动和弹簧振子运动)。实际上简谐振动就是正弦振动。

表示简谐运动的正弦曲线定义域为什么大于等于0?

谢谢邀请,直奔主题。
动图的理解希望能帮助到你。
首先,简谐运动的通用公式如下
x Acos(ωt B)
A为振幅
B为初始状态
也就是说,简谐运动的是一个 形变量 x 关于时间的函数。
对于时间来说,自然从 t 0开始,也就是问题中的定义域为什么大于等于0了。
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简谐运动表达式什么时候用正弦?

简谐运动的位移方程是位移关于时间的函数。
以水平弹簧振子为例:
如果计时开始时,振子在平衡位置,就用正弦函数表示。如果计时开始时振子在振幅位置,就用余弦函数表示。
其实,任何时候都可以用sin,同样,任何时候都可用cos,因为sin 和 cos 两种形式只差(π / 2)。
如:当做简谐运动的物体,在经过平衡位置且向正方向运动时开始计时,则运动方程是
X=A*sin( ωt )
若用cos的形式,则是X=A*cos[ ωt -(π/2) ] 。

简谐运动产生的基本原因?

简谐运动的原理可以从数学的和物理的两个角度去理解。
数学的角度就是二阶常微分方程。力正比于加速度,而加速度是位移的二次导数,并且正比于位移,由此可以列出一个二阶常微分方程,在初始条件的作用下,求解该微分方程,即可得到简谐运动位移与时间的关系式。
物理的角度也有两个,从运动的合成角度来说,就是匀速圆周运动的分解,将这种运动分解到某一个方向上,即可得到间歇运动。也就是说是匀速圆周运动的一个分运动。
从动力学(牛顿第二定律)的角度来讲,简谐运动是所受外力正比于位移,且与位移方向相反(原点设立在平衡位置)的一种特殊的运动。这种关系导致了简谐运动的正弦或者是余弦关系表达式,其本质是数学微分方程的特解。