Basit Harmonik Hareket; Hareket; cismin yer değiştirmesi, durum değiştirmesi olayıdır. Hareketin birçok farklı türü vardır; düzgün doğrusal hareket, düzgün dairesel hareket, sabit hızlı hareket, basit harmonik hareket gibi daha birçok farlı türde hareket bulunur. Biz burada genel olarak esnek yay temelli olan basit harmonik hareket konusundan bahsedeceğiz.

Basit harmonik haraketin en iyi örneği yay ucunda yer alan herhangi kütleli bir cisimdir. Bu nedenle bunun üzerinden anlatmak çok daha faydalı olacaktır. Yayın ucuna asılan cisim ağırlığından dolayı yayın uzamasına neden olur. Yay ise asılı olduğu cisme yukarı yönlü bir kuvvet uygular. Bu nedenle yay cisim asıldıktan sonra yay ucu bir süre aşağıya ve yukarı hareket eder ve belirli bir müddet sonra durur. Bu durumda cismin ağırlığı ve yayda oluşan kuvvet dengede olur. Cisim yaydan ayrıldığı zaman yay ucu yukarı yönlü hareket eder. Yay ucundan ayrılan cisim ağırlığı fazla olan bir cisim ise yayın yukarı yönlü hareketi daha hızlı olur. Bu olay yayın kendisini geren cisme eşit büyüklükte ve zıt yönlü olan bir kuvvet uygulandığını kanıtlar.

Bir yaya kuvvet uygulanıp sıkıştırma ya da açma yapıldığı zaman yay üstünde potansiyel enerji depo edilir. Depo edilen bu enerji esneklik potansiyel enerjisi olarak adlandırılır. Yayda esneklik ve esneklik potansiyel enerjisi özellikleri;

Yay ucuna bağlanmış olan cisim sürtünmesiz olan sistemde denge noktasından biraz çekilip bırakıldıktan sonra iki eşit mesafe arasında periyodik olarak gitme ve gelme yapar. Denge konumuna geri çağırıcı kuvvetlerin etkisi ile sabit iki nokta arasında periyodik olarak gidip gelen cisimlerin yapmış olduğu hareket basit harmonik hareket olarak tanımlanır.

Genlik; Basit harmonik hareket yapan cismin denge noktasına olan maksimum uzaklığına genlik denir. Genlik r harfi ile sembolize edilir. Birimi metre (M) olarak alınır.

Uzanım; Basit harmonik hareket yapan cismin herhangi bir an içinde denge noktasına olan uzaklığına uzanım denir. Uzanım x harfi ile sembolize edilir. Maksimum uzanım değeri genlik ve minimum uzanım değeri sıfır olarak kabul edilir.

Periyot; Basit harmonik hareket yapan cismin bir noktadan aynı anda ya da art arda iki kez geçişi arasında geçen zaman periyot olarak tanımlanır. Periyot T harfi ile sembolize edilir.

Frekans; Basit harmonik hareket yapan cismin bir saniyede yapmış olduğu titreşim sayısı frekans olarak tanımlanır.

Frekans ve periyot arasındaki ilişki; Frekans. Periyot:1 yani; f. T=1

Yay Sarkacı; Yay ucuna m kütleli bir cisim bağlanıp denge noktasında r kadar çekildiği zaman iki eşit mesafe arasında basit harmonik hareket yapar. Yaydaki cisme uygulanan kuvvete geri çağırıcı kuvvet denir. Geri çağırıcı kuvvet; F=-k. x büyüklüğündedir ve buradaki - işareti kuvvet ve uzanım vektörlerinin birbirleri ile zıt yönlü olmasından kaynaklanır.

Sürtünmenin olmadığı ortamlarda yaylı sarkaçta periyot büyüklüğü; k yay sabiti ve cismin kütlesine bağlı olarak değişir. Periyot; yerçekimi ivmesi, uzanım, genlik ve cismin bulunduğu yüzeye ya da zemine bağlı değildir.

Basit Sarkaç; Ağırlığı önemsiz olan bir ip ucuna m kütleli bir cisim bağlandığı zaman denge noktasından bir x açısı kadar çekilir ve bırakılır. Bu durumda cisim iki eşit mesafe arasında basit harmonik hareket yapar. Kurulan bu sisteme basit sarkaç sistemi denir. Cismin G ağırlığı bileşenlerine ayrılır ve Gx ve Gy bileşenleri elde edilir. Gx bileşeni yörüngeye teğet ve Gy bileşeni yörüngeye dik olan bileşen olur. Gx bileşeni yörüngede geri çağırıcı kuvvet ve Gy bileşeni ise ipin gerilmesine neden olan bileşendir.