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简谐运动的加速度公式推导(简谐运动位移和加速度关系)

来源:原点资讯(www.yd166.com)时间:2025-04-24 09:00:21作者:YD166手机阅读>>

简谐运动的加速度公式推导,简谐运动位移和加速度关系(1)

简谐运动加速度公式推导如下:

假设物体做简谐运动的位移为x,时间为t,则其运动方程为:

加速度a是速度的导数,即:

a = dv/dt = -Aω^2cos(ωt + φ)

这里需要用到导数的基本公式,即对一个函数f(x)求导数,其导数为f'(x),可通过求极限的方式得到:

f'(x) = lim(Δx→0) [f(x+Δx) - f(x)] / Δx

对于sin和cos函数求导,可以通过以下公式得到:

d/dx sin(x) = cos(x)

d/dx cos(x) = -sin(x)

所以,对于简谐运动的加速度,可以按照上述公式求出,得到a = -Aω^2cos(ωt + φ)。

加速度等于负kx/m。推导过程如下,简谐运动的特征是回复力与位移成正比,方向相反,即F=-kx,根据牛顿第二运动定律,回复力是合外力,所以-kx=ma,那么加速度a=-kx/m,其中k表示正比系数,x表示位移,表示做简谐运动的物体质量。加速度的单位是米每秒平方。

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