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  • 1 # 根在郾城

    單擺的週期公式是 T=2π√(L/g)

    證明:

    擺球的擺動軌跡是一個圓弧,設擺角(擺球偏離豎直方向的角度)為θ,則擺球的重力mg沿此圓弧的切線方向的分力為mgsinθ,設擺球偏離平衡位置的位移為x、擺長為l,則當擺角很小時,可以認為sinθ=x/l.。所以,單擺的回覆力為F=-mgx/l。

    對於系統而言,m、g、l均為定值,故可認為k=mg/l,則F=-kx。

    因此在單擺很小的情況下,單擺做簡諧運動。

    將k=mg/l代入ω=√(k/m)可得ω=√(g/l),由T=2π/ω可得單擺週期公式

    T=2π√(l/g)

    彈簧振子

    F=-kx

    a=d²x/dt²

    =-(k/m)x=-ω²x ω=√(k/m)

    d²x/dt²+ω²x=0

    解微分方程

    得:x=Acos(ωt+φ)

    ω=2π/T

    T=2π/ω=2π√(m/k)

    單擺:

    F切=ma=-mgsinθ a=ld²θ/dt²

    ma=mld²θ/dt²=-mgsinθ

    d²θ/dt²+(g/l)sinθ=0

    θ<5° sinθ≈θ

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