تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
NON LINEAR RESTORING FORCES
المؤلف:
E. R. Huggins
المصدر:
Physics 2000
الجزء والصفحة:
391
2-12-2020
3292
NON LINEAR RESTORING FORCES
The simple pendulum is an example of an oscillator with a non linear restoring force. In Figure (1), we show the actual restoring force (mg sin θ) and the linear approximation (mg θ) that we used in order to solve the differential equation for the pendulum’s motion. You can see that if the angle θ always remains small, much less than π/ 2 in magnitude, then the linear force (mg θ) is a good approximation to the non linear force (mg sin θ). Since the linear force gives rise to sinusoidal simple harmonic motion, we expect sinusoidal motion for small oscillations of the simple pendulum. What we are seeing is that a linear restoring force is described by a straight line, and that the non linear restoring force can be approximated by a straight line in the region of small oscillations.
Figure 1: The non linear restoring force mg sinθ can be approximated by the straight line (linear term) mg θ if we keep the angle θ small.
In physics, there are many examples of complex, non linear restoring forces which for small amplitudes can be approximated by a linear restoring force, and which therefore lead to small amplitude sinusoidal oscillations. A rather wild example which we will discuss shortly, is the collapse of the Tacoma Narrows bridge. The bridge undoubtedly started oscillating with small amplitude sinusoidal oscillations. What happened was that these oscillations were continually driven by the shedding wind vortices until the amplitude of oscillation became large and the restoring force was no longer linear. (There was still a more or less sinusoidal motion almost up to the point when the bridge collapsed.)