"单摆等式"定律的内容是什么?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/16 00:06:20
我是小学生,我不懂请指教
问题上的"式"该成"时"

楼上的兄弟,你要搞搞清楚人家是小学生!不要讲得那么复杂!
其实,所谓单摆等时定律就是指当单摆摆动的幅度不太大时,单摆摆动任何一次所用的时间都相等而与摆动的幅度大小无关.

单摆的大幅度摆动不再是简谐振动,振动的周期也不同于单摆小幅度摆动的周期,下面导出单摆大幅度摆动的周期.
摆动过程中,根据转动定律有:
化简并整理有
令,并将等式两边同乘以dq,则 改写为微分形式,则有积分上式有式中c为积分常数,由初始条件可写出.设t=0时、,则,代入上式并开方有(1)(2)
当t从t=0变化到时,q从q=q0变到q=0,而,(1)式及(2)式应取负号,对(2)式积分,有于是(3)式中引入新的变量Ф,使 (4)(5)
则(6)
将式(4)两边微分,得(7)
将式(6),(7)代入式(3)得
将分母按二项式展开,并逐项积分
所以
将w和k值代入,并整理得(8)
上式即单摆大幅度摆动的周期公式.公式表明摆动幅度q0越大,周期越长.令,则 时,可以算得T=1.04T0 ;时,T=1.17T0.当q0很小时(一般),可略去高次项,则得.这正是单摆小幅度摆动的周期公式.
质点振动系统的一种,是最简单的摆。绕一个悬点来回摆动的物体,都称为摆,但其周期一般和物体的形状、大小及密度的分布有关。但若把尺寸很小的质块悬于一端固定的长度为 l且不能伸长的细绳上,把质块拉离平衡位置,使细绳和过悬点铅垂线所 成角度小于10°,放手后质块往复振动,可视为质点的振动,其周期 T只和l和当地的重力加速度g有关,即 而和质块的质量 、形状和振幅的大小都无关系,其运动状态可用简谐振动公式表示,称为单摆或数学摆。如果振动的角度大于 10°,则振动的周期将随振幅的增加而变大,就不成为单摆了。如摆球的尺寸相当大,绳的质量不能忽略,就成为复摆(物理摆),周期就和摆球的尺寸有关了。

简单的说,"单摆等时"定律就是单摆振动周期与振幅无关。

还有个前提是不能把那个摆球(铁球)拉得太远,要小于5度(如果你能理解什么是角度的话)

单摆大幅度摆动的周期
单摆的大幅度摆动不再是简谐振动,振动的周期也不同于单摆小幅度摆动的