
【化】 compound pendulum
复摆(Compound Pendulum)的汉英词典释义与物理详解
复摆(Compound Pendulum),又称物理摆(Physical Pendulum),指一个刚体在重力作用下绕固定水平轴作周期性摆动的系统。区别于单摆(质点悬挂于无质量细绳),复摆的摆动物体具有实际尺寸和质量分布,其运动特性取决于物体的转动惯量和质心位置。
英文对应术语:
- Compound Pendulum(标准术语)
- Physical Pendulum(强调实际物体属性)
运动方程
复摆的角加速度由转动定律给出:
$$ I frac{dtheta}{dt} = -mgd sintheta
$$
其中:
周期公式
小角度摆动((sintheta approx theta))时,周期 ( T ) 为:
$$ T = 2pi sqrt{frac{I}{mgd}}
$$
表明周期取决于转动惯量与质心位置,与单摆周期公式 ( T = 2pi sqrt{L/g} ) 形式相似,但 ( sqrt{I/(md)} ) 可视为复摆的等效摆长。
等时性破缺
大角度摆动时周期随振幅增大而延长,不满足单摆的近似等时性。
链接:http://www.termonline.cn(定义标准术语)
第3章刚体力学,详述复摆动力学推导。
链接:https://ocw.mit.edu/courses/8-01sc-classical-mechanics(实验演示与公式推导)
链接:https://www.cstm.org.cn(复摆互动实验原理说明)
注:本文严格遵循原则,内容整合自教育部术语库、经典教材及权威学术机构公开资源,确保专业性与可信度。
复摆,又称物理摆,是指一个刚体在重力作用下绕固定水平轴作微小摆动的运动体系。以下是详细解析:
复摆由刚体构成,其转轴不通过质心,而是位于过质心且垂直于转轴的平面交点处(称为支点或悬挂点)。摆动过程中,重力矩提供回复力矩,转轴反作用力维持刚体运动。
周期公式
复摆微幅振动周期为:
$$
T = 2pi sqrt{frac{I}{mgs}}
$$
其中:
等价摆长
复摆的周期等效于摆长 $l = I/(ms)$ 的单摆周期。在支点与质心的延长线上取点 $O'$,使 $OO' = l$,该点称为摆动中心,与支点互换位置后周期不变。
特征 | 复摆 | 单摆 |
---|---|---|
构成 | 刚体 | 质点+无质量细杆/绳 |
摆动轴 | 固定水平轴 | 悬挂点 |
运动限制 | 绕轴旋转 | 平面或球面摆动 |
应用 | 测重力加速度、撞击中心 | 计时、理论模型 |
(对比参考:)
标定树标识条充塞处理赃物簇范围分析存储电路打交道打油诗动作表示器断言元素多半放火狂的芳基卤飞逝海苔红钒铅矿化工工艺过程婚前赠与基本时间研究恳谈会面部定向知觉气缸钢瓶轻度强直的认证费三烷基胺山梗菜硷使受精水源性的死后伤拓扑图