Il moto armonico è il moto rettilineo di un punto materiale con legge oraria: x(t)=r•cos(ωt), dove:
- x è l'ascissa - posizione sulla retta,
- t il tempo (misurato rispetto ad un istante preso come zero),
- r è l'ampiezza del moto (che oscilla fra - r e + r),
- cos è la funzione coseno (di un angolo),
- ωt è l'angolo argomento della funzione coseno dove:
- ω detta pulsazione è la velocità angolare
- t è il tempo (come sopra)
Tale tipo di moto corrisponde a quello compiuto dalla proiezione su un diametro della circonferenza di un punto materiale che si muove con moto circolare uniforme.
Per quest'ultimo tipo di movimento (moto piano su traiettoria circolare a velocità costante), la legge oraria è β(t)=β0+ωt (leggi: beta di t uguale a beta zero più omega t) dove:
- β è l'angolo formato dal vettore posizione OP (la cui misura è il raggio della circonferenza r),
- ω la velocità angolare,
- t il tempo trascorso
- β0 l'angolo all'istante 0;
Ricordando che:
- la proiezione H del punto P sul diametro di riferimento si ottiene tracciando una linea perpendicolare dal punto P alla retta che contiene il diametro di riferimento,
- gli angoli β descritti dal punto materiale P e,quindi, gli archi di circonferenza percorsi, sono positivi se la rotazione è antioraria;
risulta essere: OH=OP•cos(β), dove:
- OP è il vettore posizione del punto P che si muove di moto circolare uniforme;
- OH è il vettore posizione del punto H proiezione di P sul diametro di riferimento;
- β è l'angolo che varia con legge oraria β(t)=β0+ωt
Posto x(t)=OH, la posizione nel tempo del punto H (cioè la legge oraria), si può scrivere:
x(t)=r•cos(ωt)