单摆示例问题 单摆

4 个单摆问题示例 单摆

1. 一个简单的单摆由一根长40厘米的绳子组成，绳子的底端悬挂着一个100克的重物。如果重力加速度为10米/秒²，那么单摆的摆动幅度是多少？² 所以，单摆的周期和频率是……
讨论
迪克塔会 :
绳子长度 (l) = 40 厘米 = 0,4 米
重力加速度 (g) = 10 米/秒²²
问 周期（T）和频率（f）
Jawab :
单摆周期公式 :
说明：T = 周期，l = 绳长，g = 重力加速度
单摆的周期 :
单摆频率 :
方法一：
f = 1/T = 1/1,256 = 0,8 赫兹
方法一：
2. 计算每秒摆动一次的摆钟的绳子的长度。
讨论
迪克塔会 :
周期 (T) = 1 秒
重力加速度 (g) = 10 米/秒²²
问 ：电线长度（l）
Jawab :
弦周期公式 :
字符串长度 :
3. 一个简单的单摆，摆线长50厘米，重50克。摆锤的最高点比最低点高10厘米。如果重力加速度为10米/秒²，那么单摆的摆幅是多少？²确定（a）摆的周期和频率（b）负载在最低点的速度。
讨论
迪克塔会 :
绳子长度 (l) = 90 厘米 = 0,9 米
重力加速度 (g) = 10 米/秒²²
高度变化 (h) = 20 厘米 = 0,2 米
问 ：（a）T 和 f （b）v
Jawab :
（一个） 单摆的周期 (T) 和频率 (f)
期
频率 ：
f = 1/T = 1/1,884 = 0,53 赫兹。
（二） 负载在其最低点的速度 (v)
这个问题与……有关 机械能守恒定律.
在最高点，由于物体在运动过程中短暂静止，因此其重力势能最大，动能为零。物体开始向下运动时，重力势能转化为动能。在最低点，所有重力势能都转化为动能。因此，在最低点，物体的动能最大，重力势能为零。
初始机械能 = 重力势能 = mgh
最终机械能 = 动能 = ½ mv²
机械能守恒定律 :
初始机械能 = 最终机械能
重力势能 = 动能
mgh = ½ mv²
2 gh = v²
(2)(10)(0,2) = v²
4 = v²
v = 2 米/秒

4. 地球表面的挂钟利用摆锤的摆动来运转。如果将挂钟带到远离太空物体的空间站上，那么……

A. 时钟指针走得更快

B. 时钟指针不动

C. 时钟走时更准确

D. 钟摆摆动得更慢

E. 摆锤摆动的频率较低

讨论

在地球表面，钟摆之所以能够运动，是因为存在…… 重力 地球对钟摆施加作用力。相比之下，在外太空，合力接近于零，因此钟摆的指针不会移动。

正确答案是 B。