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Title [Chloe Kim] ap physics 1
ap physics 1 16
Author kim*** Date Posted 2024-02-27 오후 6:03:30
simple harmonic motion의 그래프를 그리는 것이 이해가 잘 안돼요. position vs time graph의 amplitude가 양수일 때 v vs t 그래프의 시작을 어디서 해야하는지와 같은 것들이 너무 헷갈려요. position이 양수일 때와 음수일 때의 velocity vs time 그래프 그리는 방법에 대한 차이, velocity가 각각 양수와 음수로 시작할 때 a vs t의 그래프 그리는 방법에 대한 차이를 알려주세요.
2024-03-05 오전 11:15:06

안녕하세요!


답변이 늦어 죄송합니다!ㅠㅠ

 

Simple harmonic motion 그래프를 그릴 때에는 initial position에 따라 달라집니다. 

 

Position vs. time graph: 예를 들어, 왼쪽에 spring, 오른쪽에 block이 연결되어 있다고 가정하고 object을 왼쪽으로 10cm compress한 후 release하게 된다면, block의 initial position은 x=-10cm이 됩니다. 

처음에 오른쪽 (positive direction)으로 이동하기 시작하기 때문에 t=0일 때 x=-10cm에서 시작해서 position graph가 증가하기 시작하는  -cos(t) 모양의 그래프를 그려주시면 됩니다. (아래 첫번째 그래프 참고해주세요)

 

Velocity vs. time graph: Initial position (왼쪽끝)에서는 속도가 0이기 때문에 velocity vs. time graph에서는 (0,0)에서 시작해주시면 됩니다. 초반에 오른쪽으로 움직이기 시작하기 때문에 v>0입니다. 따라서 t축보다 위로 증가하기 시작하는 그래프를 그려주시면 됩니다! Equilibrium을 지날 때에 최대속도이기 때문에, x=0일 때 속도는 positive maximum에 도달하게 그려주시면 됩니다! (아래 두번째 그래프 참고해주세요)

 

Acceleration vs. time graph: 마지막으로 acceleration은 displacement랑 반대방향이고 비례하기 때문에 acceleration graph는 displacement (position) graph를 t축에 대해 대칭시킨 모양의 그래프여야 합니다. (아래 세번째 그래프 참고해주세요)

 

 

한가지 예시 더 드리겠습니다 :)

 

Position vs. time graph: 반대로 object을 오른쪽으로 10cm stretch한 후 release하게 된다면, block의 initial position은 x=+10cm이 됩니다. 

처음에 왼쪽 (negative direction)으로 이동하기 시작하기 때문에 t=0일 때 x=+10cm에서 시작해서 position graph가 감소하기 시작하는  +cos(t) 모양의 그래프를 그려주시면 됩니다.

 

 

Velocity vs. time graph: Initial position (오른쪽끝)에서는 속도가 0이기 때문에 velocity vs. time graph에서는 (0,0)에서 시작해주시면 됩니다. 초반에 왼쪽으로 움직이기 시작하기 때문에 v<0입니다. 따라서 t축보다 아래로 감소하기 시작하는 그래프를 그려주시면 됩니다! Equilibrium을 지날 때에 최대속도이기 때문에, x=0일 때 속도는 negative maximum에 도달하게 그려주시면 됩니다! (아래 두번째 그래프 참고해주세요)

 

Acceleration vs. time graph: 마지막으로 acceleration은 displacement랑 반대방향이고 비례하기 때문에 acceleration graph는 displacement (position) graph를 t축에 대해 대칭시킨 모양의 그래프여야 합니다. (아래 세번째 그래프 참고해주세요)

 

 

도움 되셨기를 바랍니다 :)

-클로이쌤-

 

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