单摆周期如何推导(高中)问题是T=2π√(m/k)也还不知道啊,这道应该大学的知识才能推导吧。

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/10 18:56:01
单摆周期如何推导(高中)问题是T=2π√(m/k)也还不知道啊,这道应该大学的知识才能推导吧。

单摆周期如何推导(高中)问题是T=2π√(m/k)也还不知道啊,这道应该大学的知识才能推导吧。
单摆周期如何推导(高中)
问题是T=2π√(m/k)也还不知道啊,这道应该大学的知识才能推导吧。

单摆周期如何推导(高中)问题是T=2π√(m/k)也还不知道啊,这道应该大学的知识才能推导吧。
x=Asin(ωt+α)
求导 v=Aωcos(ωt+α)
再求导 a=-Aω^2sin(ωt+α)
简谐运动 ma=-kx
所以 -kx/m=-ω^2x 得 ω=√(k/m)…………①
而对于单摆 F=-mgsinθ sinθ≈x/L
所以 F=-(mg/L)x
得到 k=mg/L…………②
把②代入①得
ω=√(L/g)
又 T=2π/ω
所以 T=2π√(L/g)

这个先从匀速圆周运动说起:向心力大小不变,其在一条直径上的投影为F=F向*cosa,又因为cosa=x/R,所以F正比于x,所以匀速圆周运动在直径上的投影即为简谐运动。分析简谐运动:由上述理论得x=Rcoswt,求导得v=-wRsinwt,a=w^2*Rcoswt,因为F回=ma=-kx,所以k=-ma/x=mw^2,所以T=2派/w=2派*根号(m/k)。现在开始研究单摆:回复力为mgsina,...

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这个先从匀速圆周运动说起:向心力大小不变,其在一条直径上的投影为F=F向*cosa,又因为cosa=x/R,所以F正比于x,所以匀速圆周运动在直径上的投影即为简谐运动。分析简谐运动:由上述理论得x=Rcoswt,求导得v=-wRsinwt,a=w^2*Rcoswt,因为F回=ma=-kx,所以k=-ma/x=mw^2,所以T=2派/w=2派*根号(m/k)。现在开始研究单摆:回复力为mgsina,sina(约)=x/l,所以F=mgx/l,为简谐运动,且k=mg/l,代入上面的周期公式即得T=2派*根号(l/g)。

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