单摆运动是什么意思?
单摆在摆角小于5°(现在一般认为是小于10°)的条件下振动时,可近似认为是简谐运动。单摆运动的周期公式:T=2π√(L/g).其中L指摆长,g是当地重力加速度。单摆受到的重力矩为:
M = – m * g * l * Sin x.
其中m为质量,g是重力加速度,l是摆长,x是摆角.
我们希望得到摆角x的关于时间的函数,来描述单摆运动.由力矩与角加速度的关系不难得到,
M = J * β.
其中J = m * l^2是单摆的转动惯量,β = x”(摆角关于时间的2阶导数)是角加速度.
于是化简得到
x” * l = – g * Sin x.
我们对上式适当地选择比例系数,就可以把常数l与g约去,再移项就得到化简了的运动方程
x” + Sin x = 0.
因为单摆的运动方程(微分方程)是
x” + Sin x = 0…………(1)
而标准的简谐振动(如弹簧振子)则是
x” + x = 0………………
延伸阅读
物理实验“单摆”怎么做(详细最好?
线要长一点 球要密度大体积小的 可忽略阻力影响测摆长时注意加上小球半径拉直从摆动最低点放手注意不要圆锥摆角度小于5度一般侧20或30次记下总时间除得Tg=4派方L方除T方原理:单摆在摆角小于5度时的震动是简谐运动,其固有周期为T=2派根号l/g 得出g=4派的平方l/t的平方。所以,只要测出摆长l和周期T,就可以算出重力加速度。 方法:
1.在细线一段打上一个比小球上的孔径稍大的结,将细线穿过球上的小孔做成一个单摆
2.将铁夹固定在铁架台上方,铁架台放在桌边,使铁夹伸到桌面以外,使摆球自由下垂。
3.测量摆长:用游标卡测出直径2r,再用米尺测出从悬点到小球上端的距离,相加
4.把小球拉开一个角度(小于5度)使在竖直平面内摆动,测量单摆完成全振动30到50次所用的平均时间,求出周期T
5.带入公式求出g
6.多次测量求平均值 注意:1.细线在1m左右,细,轻,不易伸长。小球密度要大的金属,直径小。最好不要过2cm 2.小于5度 3..在一个竖直平面内,不要形成圆锥摆(一部分参考Yannie)
单摆怎么运动算一个周期?
在简谐振动冲,振动物体完成一次全振动所需的时间,叫这个简谐振动的周期。单摆在偏角很小(一般小于10度),且忽略空气阻力时的振动是简谐振动。单摆测定周期时一般取摆球在平衡位置时为记时起点,当小球向右到最大位移处后,反向向平衡位置运动,越过平衡位置后向左运动至最大位移处,再向右回到平衡位置时停表,所需时间即为一个周期。
实际中为减小测量的偶然误差,我们一般用测量多次全振动(取3O次或50次)取平均的方法(丅=t,/n)以减小测量误差。
如何给小朋友解释单摆运动?
给小朋友解释单摆运动需要用一个日常生活中的常见单摆现象进行举例说明,这样就会对单摆运动这个物理概念一目了然,比如用荡秋千这一游戏进行举例,秋千左右晃动,最后停在原点,就是一个单摆运动
单摆运动受力分析讲解?
单摆摆球在运动时受到两个力的作用,一沿悬线指向悬挂点的线的拉力作用,二竖直向下的重力作用,其中重力在轨迹切向分子提供振动所需的回复力,重力在法向分力与悬线拉力的合力提供沿园运动所需的向心力。
什么是单摆?什么是双摆?
单摆:由一根不可伸长、质量不计的绳子,上端固定,下端系一质点,的装置叫做单摆。单摆在摆角小于10°的条件下振动时,可近似认为是简谐运动。单摆周期公式:T=2π*sqrt(l/g)
双摆:轴互相平行,一个摆的支点装在另一摆的下部所形成的组合物体。双摆有两个摆角,所以有两个自由度。双摆是多自由度振动系统的最简单的力学模型之一。
单摆运动整个过程中,加速度和速度方向及大小是如何变化的?
单摆在一个运动周期内,从左侧最大位移处并始,此时速度为零,对平衡位置的位移向左达最大,加速度指向平衡位置达最大。
随单摆向平衡位置运动,速度增大,加速度减小,位移减小。到平衡时位移,加速度为零,速度向右达最大。
跃过平衡位置向右侧最大位移运动过程中,位移向右增大,速度向右减小。加速度向左增大,到右侧最高点时,位移达最大,速度为零,指向平衡位置(向左)的加万这度达最大。接下来是前半个周期的重复运动,不再赘述。