来自陈春鹏的问题
【T=2π根号L÷G怎么推出来的】
T=2π根号L÷G怎么推出来的
1回答
2020-01-23 20:10
【T=2π根号L÷G怎么推出来的】
T=2π根号L÷G怎么推出来的
这是单摆的振动周期的公式:
T=2π√(L/G)(1)
式中:L单摆的长度(m);
G重力加速度(9.81m/s^2);
T单摆往复摆动一个来回所需的时间(s-秒)
T的倒数记为:f=1/T=√(G/L)/(2π)
为单摆的振动频率,单位是赫兹,即每秒振动的次数(1/s).
单摆小幅自由振动时的近似方程:θ‘’+G/Lθ=0(2)
θ单摆相对于平衡中心线的摆角,另记:wn^2=G/L=1/T^2,为单摆的振动园频率的平方.
解(2)需要微分方程的知识,初中阶段尚未涉及.下面给一个‘量纲分析’和试验相结合的方法确定单摆周期的公式:经验表明单摆周期T与L,G有关,
设T=aL^xG^y(3)
代入量纲、并令等式两边量纲相等:s=am^x(m/s^2)^y=am^(x+y)s^(-2y)
对于:s1=-2y解出:y=-1/2
mx+y=0解出:x=-y=1/2
a无量纲的常数.代入x,y:(3)变成:
T=a√(L/G)(4)
为了确定a,可用试验的方法:做个单摆,L=0.3(米),摆角在土5°以内,取G=9.81
单摆从左向右再回到左叫一个周期(摆动一次),选择一分钟记时,测出摆动的次数n
那么:60/n≈T代入(4),可解出:a≈(60/n)/[√(L/G)]
这个a的值很接近于2π.
愿意做一次小实验吗?很有趣的!找一个小重物,一段线,电子表,试试会发现一些问题.