Quali sono le condizioni necessarie per un moto armonico semplice?

Il moto armonico semplice si occupa dell'oscillazione, quindi sarebbe un buon inizio. La cosa bella di SHM è che è esattamente come dice il nome - semplice. Oscillazioni e onde diventeranno molto complicate molto rapidamente, quindi SHM è il fondamento.

Come altre risposte hanno affermato, ci deve essere una forza di ripristino lineare sull'oggetto. Per una molla, è la proprietà del metallo di tirare indietro. Più la molla è tesa, più forte sarà la forza di richiamo (lineare con la distanza). Dato che la molla si tira indietro molto forte, va in eccesso e si comprime. Anche la molla compressa non è contenta, quindi spara indietro; avete indovinato, la molla continua a sovraccaricarsi, e il processo continua.

Mentre una molla è la forma più semplice di SHM, molte altre cose possono essere applicate a questa logica. Un esempio è l'atmosfera - molti aspetti dell'atmosfera "obbediscono" a SHM, come il ciclo di riscaldamento globale. La Terra ha molta CO2 che riscalda la Terra e causa un aumento della crescita delle piante. Le piante poi assorbono la CO2 perché stanno prosperando, ma questo causa il raffreddamento e le piante tornano a come erano prima. Quando le piante muoiono e riciclano la loro CO2, la Terra si riscalda di nuovo. Questo è molto simile alla SHM di una molla. Una forza di ripristino lineare agisce su un oggetto, e il sistema può essere modellato usando sinx o cosx. Questo soddisfa l'equazione differenziale della seconda legge di Newton.