
单摆(simple pendulum)是经典力学中描述周期性运动的基础模型,指由一根无质量、不可伸长的细线和一个末端质点组成的系统,在重力作用下绕固定点做小幅摆动。其英文术语"simple pendulum"强调该模型的理想化特性,与复摆(compound pendulum)等复杂系统形成对比。
物理特性与公式
$$ frac{dtheta}{dt} + frac{g}{l}theta = 0 $$
其中$theta$为摆角,$g$为重力加速度。
$$ T = 2pisqrt{frac{l}{g}} $$
该公式由荷兰物理学家克里斯蒂安·惠更斯于1673年推导确立。
应用领域
• 重力加速度测量(如福柯摆实验)
• 钟表机械原理设计
• 地震监测仪器校准(参考《应用物理学杂志》2022年振动传感器研究)
权威参考文献
单摆(Simple Pendulum)是物理学中的一个理想化模型,指由一根无质量、不可伸长的细线和一个质点状的摆锤组成的系统,悬挂在固定点后可在重力作用下周期性摆动。以下是详细解释:
单摆的运动可近似为简谐振动(需满足小角度条件,即摆动角度小于约10°)。其回复力由重力沿切线方向的分力提供: $$ F = -mgsintheta approx -mgtheta quad (text{当} theta text{很小时}) $$ 其中:
单摆的周期(完成一次全振动的时间)仅与摆长和重力加速度有关: $$ T = 2pi sqrt{frac{l}{g}} $$
示例:若摆长 ( l = 1 text{m} ),( g = 9.8 text{m/s} ),则周期 ( T approx 2.0 text{秒} )。
如需进一步扩展(如阻尼振动、复摆等),可结合具体物理教材或实验数据深入研究。
不可识别字符测温漆独立软件辅助程序多样的鹅不食草恶性咽峡炎概念设计各部应负责任概要光阻摄像管固定段落国际收支平衡表黑栗素黑葡萄子油红糖减重饮食空运保险单快中子放射源铃流免付所得税内部神经前磨牙及磨牙后面缺氧指示剂区分燃烧质量声模机双焦点透镜双甲氧苯吲哚书写痉挛数字范围四溴氧化钨