单摆简谐运动公式

时间:2023-01-31 06:03:12 阅读: 最新文章 文档下载
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一、

1.首先,对于简谐运动(以弹簧振子举例),我们知道: 1 F=kx

(这里的k数值虽然与弹簧劲力系数相同,物理意义表示为回复力与位移的比值)

2 x=Asin(ω.t+φ)

2.我们还知道: 3 F=ma

3.要求周期,就要找到周期与其简谐运动本身的联系,由 T=2π/ω 我们可知我们所求的 T 隐藏在(2)中。

4.我们需要联立上述公式以期望得出关于关于 T 的公式,

由于(3)牛顿第二定律的 F 可以用(1)带入,而且 m 属于已知条件,


所以我们迫切需要知道 a ,这样我们的问题就解决了。

5.我们来求加速度:

对于(2)我们知道进行一次求导其导函数为

v=Aωcos(ω.t+φ)

物理意义为简谐运动某质点的瞬时速度。

知道了速度之后我们要知道瞬时加速度,就需要二次求导, 4 a=Aω2sin(ω.t+φ) 于是我们得到了加速度。

6.将(1)(4)代入(3),我们得

(−kx=mAω2sin(ω.t+φ)

与(2)联立我们得 5k=mω2

7. T=2π/ω 代入(5),我们终于得到简谐运动周期公式

T=2πmk

二、那对于单摆又是怎样的呢?


本文来源:https://www.wddqw.com/doc/a6dcb00a383567ec102de2bd960590c69ec3d8bd.html