1. Forza di ripristino:
* La forza che agisce sull'oggetto deve essere direttamente proporzionale allo spostamento dalla posizione di equilibrio.
* La forza deve sempre agire verso la posizione di equilibrio, il che significa che è una forza di ripristino.
* Matematicamente, questo è rappresentato come:f =-kx, dove f è la forza, k è la costante di primavera e x è lo spostamento.
2. Nessuna perdita di energia:
* Idealmente, non ci dovrebbe essere perdita di energia a causa di attrito, resistenza all'aria o altre forze dissipative. Ciò garantisce che le oscillazioni continuino indefinitamente.
3. Forza di ripristino lineare:
* La forza di ripristino deve essere lineare, il che significa che non dipende dal quadrato o da qualsiasi altra potenza dello spostamento. Ciò garantisce che le oscillazioni siano sinusoidali.
4. Posizione di equilibrio singolo:
* Il sistema deve avere una singola posizione di equilibrio stabile. Ciò significa che quando l'oggetto viene spostato da questa posizione, sperimenta una forza che lo spinge indietro verso l'equilibrio.
Conseguenze di queste condizioni:
* Motion sinusoidale: Lo spostamento, la velocità e l'accelerazione dell'oggetto sottoposti a SHM variano sinusoidalmente con il tempo.
* Periodo costante: Il tempo impiegato per un'oscillazione completa (periodo) è costante, indipendente dall'ampiezza del movimento.
* Conservazione dell'energia: L'energia meccanica totale del sistema (energia potenziale + energia cinetica) rimane costante.
Esempi di SHM:
* Sistema di molla di massa: Una massa attaccata a una primavera che obbedisce alla legge di Hooke.
* Pendulum semplice: Un piccolo bob sospeso da un punto fisso da una corda leggera e inetensibile, assumendo piccoli angoli di oscillazione.
* Circuito LC: Un induttore e un condensatore collegato in serie, in cui la carica sul condensatore oscilla sinusoidalmente.
Nota importante:
Mentre le condizioni per SHM ideali sono raramente soddisfatte perfettamente in situazioni del mondo reale, molti sistemi presentano un movimento armonico approssimativamente semplice, rendendolo un modello molto utile in fisica e ingegneria.
