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正弦加速度

正弦加速度是一種特殊的加速度,其大小和方向隨時間按正弦函式變化。在簡諧振動中,正弦加速度的大小等於振動物體所受回復力與物體質量之比,方向指向平衡位置。簡諧振動的加速度方程可以表示為 \(a = -A \omega^2 \cos(\omega t + \phi)\),其中 \(A\) 是振幅,\(\omega\) 是角頻率,\(t\) 是時間,\(\phi\) 是初相。因此,正弦加速度的大小 \(a\) 隨時間 \(t\) 按餘弦函式變化,但通常我們更關注其最大值,即 \(a_{\text{max}} = A \omega^2\)。

例如,如果一個質量為 \(m\) 的物體在簡諧振動中,其頻率為 \(f\) Hz,振幅為 \(A\) 米,則其最大加速度大小為 \(a_{\text{max}} = \frac{4\pi^2 f^2 A}{m}\) 米每秒平方。