单摆周期公式推导过程视频,单摆周期简单推导

首页 > 经验 > 作者:YD1662024-04-03 18:11:33

你已经学过剪斜运动的周期,上个视频在证明单摆是剪斜运动时设m、g、l等于k带入周期公式里就可以得到单摆的周期公式:g、v、t等于二π根号下l比g。接下来试着利用实验验证这个公式,要验证就得测量出周期和摆长。

先说周期的测量,实际上单摆的周期很短,可想而知用停表直接测量一个周期的误差会很大。为了减小误差可以测量多次全振动的总时间,用总时间除以全振动的次数就能求出一个周期的时间,这样测量的绝对误差没有改变,但相对误差就减小了。

讲到这里,为师问你一个小问题,在测量总时间时从摆球在哪个位置开始计时?对了,就从最高点或者最低点开始。不过在实际操作中最低点的速度最大,通过的时间就最短,时间测量的误差就最小,所以最佳的测量位置就是最低点。

单摆周期公式推导过程视频,单摆周期简单推导(1)

具体操作是这样的,在摆球通过最低点的时候数零的同时按下停表,最后每次摆球通过最低点次数加一,依次类推。像这样数到四十全振动的次数就是二分之四十,也就是二十次,总时间恰好是四十点零秒,那么单摆的周期就是四十除以二十等于两秒。

单摆周期公式推导过程视频,单摆周期简单推导(2)

知道了如何测量周期,再来看怎么测摆长l。有人说摆长不就是绳长吗?不,赶紧打住。之前说过单摆是小球被看作质点的装置,可见球的大小对实验结果会有影响,所以得把小球等效成重心处的质点,那摆长l就应该是直线长度加上小球的半径即为一米。

已知当地的重力加速度是九点八,把这三个数带进公式里发现公式是成立的,这就验证出来了。对了,这里还有一个新概念,这种周期恰好为两秒的单摆,从右到左的时间刚好是一秒,所以它又被称作秒摆。秒摆往往就是这种重力加速度看成九点八摆长为一米的单摆。

单摆周期公式推导过程视频,单摆周期简单推导(3)

说完了秒摆,按继续看周期公式,不难发现单摆的周期与阵幅还有摆球的质量无关。虽然实际过程中单摆的阵幅会随着时间越来越小,但是周期会保持不变,这就是单摆的等实性。见过的中摆就是根据这个性质制作的。

说完了单摆,来看道教题,一个加满水的塑料桶用绳子悬挂在固定点上摆动,如果水桶是漏的,那随着水的流失其周期会变化吗?柱子很积极,他说周期与物体质量无关,那周期肯定是不变的。等等,要真是这么做可就挂了。

单摆周期公式推导过程视频,单摆周期简单推导(4)

你看摆长是旋点到物体重心的距离,随着水的流失桶和水的整体重心就会发生变化,这个长度就会跟着变化,l变了,那周期就一定变化了。所以讨论周期变化的时候只要定摆长和重力加速度的变化情况,千万不要被表象所迷惑。

好了,这个视频我给你讲了单摆的周期,周期公式是t等于根号下lbg,也就是值与摆长和g有关,与振幅和质量无关。在测量周期时要测量多次全振动的总时间。再用总时间除以震动次数。在测量长度时要记得用线长加上重心的距离。

怎么样听明白了吗?听明白了就去刷题闯关去吧。

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