单摆公式
T=2πl/g
证明
首先单摆在摆线和平衡位置时的摆线的夹角小于10度的时候可以视作简谐运动
简谐运动的判定标准是 是否存在回复力满足 F=−kx 其中k是恢复系数,是不变的
所以当夹角小于10度的时候,F=mgsinθ,θ小于10度sinθ可以忽略不计,所以此时可以视作简谐运动
设摆长l,此时摆锤到平衡位置距离为x
由此可得 ,F=mgsinθ=mgx/l=−kx,得k=−mg/l
因为,简谐运动中x=Asin(ωt+ϕ),那么v就是x 的斜率,求导可得,v=−ωAcos(ωt+ϕ),
同理求导可得加速度a=−ω2Asin(ωt+ϕ),
因为此时回复力即提供加速度的合力,
所以F=ma=−kx,将上述公式代入,即−mω2Asin(ωt+ϕ)=−mg/lAsin(ωt+ϕ)
得 ω=lg
因为ω=2πf且f=T1
可证:T=2πl/g
反思
开学考选择题有道题出了整个模型,那时候没看出来,老师讲的时候我连单摆公式等全忘了
所以作此整理。
以后有空会把费老师的数学秒杀法陆陆续续传上来
本来想着把错排公式证明一下,但是费老师说不必要,就算了。