简谐运动的基本公式包括位移、速度、加速度和能量公式。具体如下:
位移公式
$$
x = A \sin(\omega t + \phi)
$$
其中,$x$ 表示位移,$A$ 表示振幅,$\omega$ 是角频率,$t$ 是时间,$\phi$ 是初相。
速度公式
$$
v = A \omega \cos(\omega t + \phi)
$$
该公式描述了物体在任意时刻的瞬时速度。
加速度公式
$$
a = -A \omega^2 \sin(\omega t + \phi)
$$
该公式展示了物体受到的向心加速度。
能量公式
$$
E = \frac{1}{2} m A^2 \omega^2
$$
其中,$m$ 是物体质量,该公式告诉我们简谐运动中动能和势能是周期性交换的。
这些公式共同描述了简谐运动的基本特征,包括其位移、速度、加速度随时间的变化规律,以及系统能量守恒的原理。