自己網上找了一下都是要用微積分推導的,自己算了半天終於搞定,沒有用到一點超綱內容,分享下!
由簡諧運動定義得F=-kx
由於計算週期,只需考慮最大位移處,即振幅,是標量(下同),得
F=kA
根據向心力公式F=mω^2r
由於此時半徑為振幅,則F=mω^2A
代入定義式為kA=mω^2A
兩邊約去A,得k=mω^2
對此式變形ω^2=k/m
1/ω^2=m/k 1/ω=√(m/k)
透過對角速度公式ω=2π/T變形得
T=2π(1/ω)
代入前面計算的式子得T=2π√(m/k)
注意這個就是一般的簡諧運動求週期公式,只是不教罷了,下面推出單擺公式
老師上課說過,當擺角很小時可近似得出
sinθ=F/mg=x/l
變形得F=mgx/l
參照簡諧運動定義式F=kx,一一對應
得k=mg/l
將k代入前面算出的一般簡諧運動週期公式T=2π√(m/k)
得T=2π√(m/(mg/l))
約去m,化簡得T=2π√(l/g)
這就是單擺公式的推導
自己網上找了一下都是要用微積分推導的,自己算了半天終於搞定,沒有用到一點超綱內容,分享下!
由簡諧運動定義得F=-kx
由於計算週期,只需考慮最大位移處,即振幅,是標量(下同),得
F=kA
根據向心力公式F=mω^2r
由於此時半徑為振幅,則F=mω^2A
代入定義式為kA=mω^2A
兩邊約去A,得k=mω^2
對此式變形ω^2=k/m
1/ω^2=m/k 1/ω=√(m/k)
透過對角速度公式ω=2π/T變形得
T=2π(1/ω)
代入前面計算的式子得T=2π√(m/k)
注意這個就是一般的簡諧運動求週期公式,只是不教罷了,下面推出單擺公式
老師上課說過,當擺角很小時可近似得出
sinθ=F/mg=x/l
變形得F=mgx/l
參照簡諧運動定義式F=kx,一一對應
得k=mg/l
將k代入前面算出的一般簡諧運動週期公式T=2π√(m/k)
得T=2π√(m/(mg/l))
約去m,化簡得T=2π√(l/g)
這就是單擺公式的推導