নিচের কোনটি সরল ছন্দিত স্পন্দন?

সরল ছন্দিত স্পন্দন (Simple Harmonic Motion - SHM) হলো এক প্রকার পর্যাবৃত্ত গতি, যেখানে একটি কণার উপর ক্রিয়াশীল পুনরুদ্ধারকারী বল (restoring force) তার সাম্যাবস্থা (equilibrium position) থেকে সরণের সমানুপাতিক এবং সরণের বিপরীত দিকে ক্রিয়া করে। এর ফলে কণার ত্বরণও সাম্যাবস্থা থেকে সরণের সমানুপাতিক এবং সাম্যাবস্থার দিকে ক্রিয়া করে। গাণিতিকভাবে, \(F \propto -x\) অথবা \(a \propto -x\)।

    
• ১. সূর্যের চারদিকে পৃথিবীর গতি: এটি একটি বৃত্তাকার বা উপবৃত্তাকার গতি (orbital motion)। এটি পর্যাবৃত্ত হলেও সরল ছন্দিত স্পন্দন নয়, কারণ এখানে বস্তু একটি নির্দিষ্ট সাম্যাবস্থার চারপাশে সরলরেখায় সামনে-পেছনে কম্পন করে না।
    
• ২. ঘড়ির কাটার শীর্ষ বিন্দুর গতি: এটি সুষম বৃত্তাকার গতি (uniform circular motion)। এই গতিও পর্যাবৃত্ত কিন্তু সরল ছন্দিত স্পন্দন নয়, কারণ এখানে কণা একটি নির্দিষ্ট সাম্যাবস্থার চারপাশে সরলরেখায় কম্পন করে না এবং এর ত্বরণও সরণের সমানুপাতিক হয়ে সাম্যাবস্থার দিকে ক্রিয়া করে না।
    
• ৩. কম্পনশীল সুর শলাকার বাহুর গতি: একটি কম্পনশীল সুর শলাকার (tuning fork) বাহুর গতি সরল ছন্দিত স্পন্দনের একটি প্রকৃষ্ট উদাহরণ। সুর শলাকার বাহুগুলো একটি নির্দিষ্ট সাম্যাবস্থার চারপাশে কম্পিত হয়। এর সরণ যখন বেশি হয়, তখন পুনরুদ্ধারকারী স্থিতিস্থাপক বলও বেশি হয়, যা একে সাম্যাবস্থায় ফিরিয়ে আনতে চায়। এটি সরল ছন্দিত স্পন্দনের শর্ত পূরণ করে।
    
• ৪. যে কোনো বিস্তারে সরল দোলকের গতি: একটি সরল দোলকের গতি কেবল ক্ষুদ্র কোণিক বিস্তারের (small angular displacement) জন্য সরল ছন্দিত স্পন্দন হিসেবে বিবেচিত হয়। যখন বিস্তার অনেক বড় হয়, তখন পুনরুদ্ধারকারী বল (বা টর্ক) সরণের সাইনের (sine) সমানুপাতিক হয়, সরণের সরাসরি সমানুপাতিক হয় না। তাই "যে কোনো বিস্তারে" বললে এটি সরল ছন্দিত স্পন্দন হয় না।

উপরিউক্ত বিশ্লেষণ থেকে দেখা যায়, কম্পনশীল সুর শলাকার বাহুর গতি সরল ছন্দিত স্পন্দনের বৈশিষ্ট্যগুলো পূরণ করে।