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单摆小球质量公式推导

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单摆小球质量公式推导

单摆周期公式推导是T=2π√(L/g)。

用一根绝对挠性且长度不变、质量可忽略不计的线悬挂一个质点,在重力作用下在铅垂平面内作周期运动,就成为单摆。单摆在摆角小于5°(现在一般认为是小于10°)的条件下振动时,可近似认为是简谐运动。单摆运动的周期公式:T=2π√(L/g).其中L指摆长,g是当地重力加速度。

公式:

单摆是一种理想的物理模型,它由理想化的摆球和摆线组成.摆线由质量不计、不可伸缩的细线提供摆球密度较大,而且球的半径比摆线的长度小得多,这样才可以将摆球看做质点,由摆线和摆球构成单摆。在满足偏角<10°的条件下,T=2π√(L/g)。

从公式中可看出,单摆周期与振幅和摆球质量无关。从受力角度分析,单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力,偏角越大,回复力越大,加速度(gsin )越大,在相等时间内走过的弧长也越大,所以周期与振幅、质量无关,只与摆长l和重力加速度g有关。

在有些振动系统中l不一定是绳长,g也不一定为9.8m/s,物理上有些问题与单摆类似,经过一些等效可以套用单摆的周期公式,这类问题称为“等效单摆”。等效单摆在生活中比较常见.除等效单摆外。

单摆小球质量公式推导

第一种:(简单明了)回复力:F=-KXma=-KXm*X''=-KX这是一个二阶常系数“微分方程”。通解为:X=A*cos{√(K/m)*t}ω=√(K/m)T=2π√(m/K)对于“单摆”,F=-(mg/L)*X,即:K=mg/

L代入:T=2π√(L/g)第二种:设夹角a线长l拉力T角速度wT-mgcosa=w^2*

l(1)mgsina=-mdv/dt(2)v=da/dt*

l(3)有(2)、(3)式得gsina/l=-d²2a/dt²a很小时sin(a)=ag*a/l+d²a/dt²=0特征根是a=(g/l)iw^2=g/l所以解a=a0cos(wt+b)周期T=2π/w=2π*(l/g)^1/2