อิทธิพลของค่าคงตัวสปริง (k) ต่อ SHM

Physics Simulation

ควบคุมพารามิเตอร์ (Parameters)

ค่าคงตัวสปริง ($k$) 50 N/m

มวล ($m$) 2.0 kg

ดึงเริ่มต้น ($A$) 2.0 m

ข้อมูลเรียลไทม์ (Real-time Data)

การกระจัด (x)

0.00 m

ความเร็ว (v)

0.00 m/s

ความเร่ง (a)

0.00 m/s²

แรงดึงกลับ (F)

0.00 N

คาบการสั่น (T): 1.26 s

ความถี่ (f): 0.80 Hz

สังเกตผลที่เกิดขึ้น: เมื่อเราเพิ่ม ค่าคงตัวสปริง ($k$) (สปริงแข็งขึ้น) แรงดึงกลับจะมากขึ้นตามกฎของฮุก ($F = -kx$) ทำให้ความเร่งสูงขึ้น วัตถุจึงสั่นกลับไปกลับมาด้วย ความถี่ ($f$) ที่สูงขึ้น และคาบ ($T$) สั้นลง

ความสัมพันธ์นี้อธิบายได้ด้วยสมการ:

$$ \omega = \sqrt{\frac{k}{m}} \quad \Rightarrow \quad f = \frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{k}{m}} \quad ext{} \quad T = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}} $$

* กราฟด้านขวาแสดงรอยทางของการกระจัด (x) เทียบกับเวลา (t) ซึ่งก่อให้เกิดรูปคลื่นไซน์ (Sine Wave) เชื่อมโยงกับการเคลื่อนที่แบบวงกลม