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单摆周期公式推导高中(单摆周期)

2023-12-03 09:00:13

问题描述:

单摆周期公式推导高中(单摆周期)急求答案,帮忙回答下

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2023-12-03 09:00:13

大家好,我是小跳,我来为大家解答以上问题。单摆周期公式推导高中,单摆周期很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

1、角度小,看作简谐运动,简谐运动可用单位圆匀速圆周运动,上面点在直径上的投影就是

2、这是我自己的公式推导:

3、自己网上找了一下都是要用微积分推导的,自己算了半天终于搞定,没有用到一点超纲内容,分享下!

4、由简谐运动定义得F=-kx

5、由于计算周期,只需考虑最大位移处,即振幅,是标量(下同),得

6、F=kA

7、根据向心力公式F=mω^2r

8、由于此时半径为振幅,则F=mω^2A

9、代入定义式为kA=mω^2A

10、两边约去A,得k=mω^2

11、对此式变形ω^2=k/m

12、1/ω^2=m/k 1/ω=√(m/k)

13、通过对角速度公式ω=2π/T变形得

14、T=2π(1/ω)

15、代入前面计算的式子得T=2π√(m/k)

16、注意这个就是一般的简谐运动求周期公式,只是不教罢了,下面推出单摆公式

17、老师上课说过,当摆角很小时可近似得出

18、sinθ=F/mg=x/l

19、变形得F=mgx/l

20、参照简谐运动定义式F=kx,一一对应

21、得k=mg/l

22、将k代入前面算出的一般简谐运动周期公式T=2π√(m/k)

23、得T=2π√(m/(mg/l))

24、约去m,化简得T=2π√(l/g)

25、这就是单摆公式的推导

本文到此讲解完毕了,希望对大家有帮助。

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