Basit harmonik hareket (BHM), bir cismin denge konumu etrafında periyodik olarak salınmasıdır. Bu hareketi anlamak için enerji, hız, ivme ve kuvvet arasındaki ilişkilere bakmamız gerekir.
- Potansiyel Enerji: Potansiyel enerji, cismin denge konumundan uzaklığı ile doğru orantılıdır. Denge konumunda potansiyel enerji minimum (genellikle sıfır) değerini alır. Yani, A seçeneği yanlıştır.
- İvme: İvme, cisme etkiyen kuvvetle doğru orantılıdır (Newton'ın 2. yasası: $F = ma$). Basit harmonik harekette kuvvet, denge konumuna olan uzaklıkla orantılı ve zıt yönlüdür ($F = -kx$). Denge konumunda kuvvet sıfır olduğundan, ivme de sıfırdır. Yani, B seçeneği yanlıştır.
- Kuvvet: Kuvvet de ivme gibi, denge konumunda sıfır değerini alır. Çünkü kuvvet, denge konumundan uzaklaştıkça artar. Yani, C seçeneği yanlıştır.
- Hız: Hız, cismin hareketinin en hızlı olduğu anda maksimum değerine ulaşır. Basit harmonik harekette, cisim denge konumundan geçerken potansiyel enerjinin tamamı kinetik enerjiye dönüşür. Bu durumda hız maksimum olur. Enerji korunumu ilkesi gereği, toplam enerji sabittir ve potansiyel enerji minimum olduğunda kinetik enerji (dolayısıyla hız) maksimumdur.
Bu nedenle, bir cisim basit harmonik hareket yaparken denge konumundan geçtiği anda hız maksimum değerine ulaşır.
Cevap D seçeneğidir.
