简谐运动指的是物体或量的周期性正弦振荡。任何服从以下微分方程的量都会执行简谐运动
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其中 表示
对
的二阶导数,而
是振荡的角频率。这个常微分方程在
处有一个不规则奇点。通解是
(2)
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(3)
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其中两个常数 和
(或
和
)由初始条件确定。
许多经历小位移的物理系统,包括任何遵守胡克定律的物体,都表现出简谐运动。例如,这个方程出现在电子 CL 电路(包含电容器和电感器)中电流流动的分析中。如果存在阻尼力(如摩擦力),则必须在微分方程中添加一个附加项 ,并且运动会随着时间推移而消失。