为什么单摆的运动是简谐运动?

作者&投稿:宾胥 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~

须有初始条件:t=0 时,求x , 振子是向x正向还是负向运动。左图,向x负向运动-->φ0为正 ;右图,向x正向运动-->φ0为负。

当某物体进行简谐运动时,物体所受的力跟位移成正比,并且总是指向平衡位置。它是一种由自身系统性质决定的周期性运动。(如单摆运动和弹簧振子运动)实际上简谐振动就是正弦振动。故此在无线电学中简谐信号实际上就是正弦信号。

如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律,即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线,这样的振动叫做简谐运动。

扩展资料:

在偏角很小时,我们可以近似的看做图中红色箭头即位移x(回复力)垂直于平衡位置。

对位移的推导使用三角函数的有关知识(ωt+φ)即角度,运用三角函数便求出了O点与结束位置的距离,即位移。(位移为负数,即设定左边方向为正方向)所以得出方程x=Rcos(ωt+φ)。

单摆在平衡位置附近(小角度范围内)的摆动既做圆周运动,又做简谐运动,摆球所受到的各个力的合力既要提供其做圆周运动的向心力。

又要提供其做简谐运动的回复力,即单摆振动过程中摆球受到所有力的合力的一个分力提供向心力,另一个分力提供回复力。那么回复力方向就与摆球所受到的各力的合力方向不相同。

参考资料来源:百度百科--简谐运动




单摆在任何情况下的运动都是简谐运动对吗
不是。根据查询作业帮APP显示,单摆在满足角小于5度、无空气阻力或空气阻力不计、无摩擦阻力、摩擦阻力不计的情况下的运动能被视作简谐运动。单摆是能够产生往复摆动的一种装置。

单摆在任何情况下的运动都是简谐运动对吗
单摆运动受力分析:用一根绝对挠性且长度不变、质量可忽略不计的线悬挂一个质点,在重力作用下在铅垂平面内作周期运动,就成为单摆。单摆在摆角小于5°(现在一般认为是小于10°)的条件下振动时,可近似认为是简谐运动。单摆运动的周期公式:T=2π√(L\/g).其中L指摆长,g是当地重力加速度。当单摆...

为什么单摆的运动是简谐运动?
当某物体进行简谐运动时,物体所受的力跟位移成正比,并且总是指向平衡位置。它是一种由自身系统性质决定的周期性运动。(如单摆运动和弹簧振子运动)实际上简谐振动就是正弦振动。故此在无线电学中简谐信号实际上就是正弦信号。如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律,即它的振动图像(x-t图像)...

单摆是简谐运动吗
单摆的振动是一种简谐运动,但需要满足一定的条件。如果单摆的摆球质量分布均匀,且摆角小于5度,那么单摆的运动可以近似为简谐运动。但是,如果摆角过大或者摆球的质量分布不均匀,那么单摆的运动就不是简谐运动。单摆是能够产生往复摆动的一种装置,将无重细杆或不可伸长的细柔绳一端悬于重力场内一...

什么叫做单摆的简谐运动?
在满足偏角小于10°的条件下,单摆运动的近似周期公式为:T=2π√(L\/g)。其中,L为摆长,g为当地的重力加速度。单摆周期与振幅和摆球质量无关.从受力角度分析,单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力,偏角越大,回复力越大,加速度越大,在相等时间内走过的弧长也越大,所以...

如何证明单摆是简谐运动?
所以F=-mgx\/L=-KX。结论:在摆角θ很小的情况下,单摆做简谐运动。荷兰物理学家惠更斯通过详尽的研究单摆运动,发现单摆做简谐运动的周期T与摆长L的的关系如下,周期T与振幅、摆球的质量无关,T=2π√l\/g。该公式的运用:(1)制作摆钟。(2)用单摆计算重力加速度。

当摆角很小时,单摆的振动是简谐振动,此时单摆的回复力是 是摆球重力...
单摆的运动是简谐运动,简谐运动要求回复力与位移成反比 :F=-KX 由于位移是变化的,说明回复力F是变化的 忽略空气阻力,对摆球进行受力分析,摆球受重力(竖直向下)和摆线拉力(摆线收缩方向)由于摆球运动轨迹为圆弧切线方向,以切线方向为基础建立坐标系,分解重力 X轴:Gx沿着摆球运动切线方向 y轴:G...

单摆的运动是简谐振动么? 并说明理由
单摆的运动不是简谐振动 只有小于5度的单摆的运动可以近似地看成简谐振动,这也是我们高中学习单摆的理论依据。为什么能近似地看成简谐振动呢?因为当x趋近于0时,sinx和x是很近似的。这个时候我们就可以发现单摆的运动满足F=kx(回复力和位移成正比),而这是简谐振动必须满足的条件。因此单摆的运动不...

为什么单摆运动只有在5°以内才是简谐振动
因为单摆的运动方程(微分方程)是 x'' + Sin x = 0………(1)而标准的简谐振动(如弹簧振子)则是 x'' + x = 0………(2)我们知道(1)式是一个非线性微分方程,而(2)式是一个线性微分方程.所以严格地说上面的(1)式描述的单摆的运动并不是简谐运动.不过,在x比较小时,近似地有S...

单摆问题
不是 小角度下的单摆运动是一种简谐运动,其运动特征为运动时所受回复力大小与位移成反比且方向相反,且运动近似在一条直线上。圆周运动运动轨迹是圆

泰宁县17826504713: 请证明 单摆的小角度运动是简谐运动 -
宗政绿康哌: 拉开一个角度θ,回复力就是mgsinθ,由于θ很小,sinθ近似等于θ,所以回复力就是mgθ.θ又等于x/l所以f=mgx/l.所以回复力和x成正比且方向相反,所以单摆的小角度运动是简谐运动.

泰宁县17826504713: 单摆做简谐运动高中物理为什么单摆摆动的角度在小于5°的时候做简谐运动. 请分析一下 -
宗政绿康哌:[答案] 1.单摆的回复力 要分析单摆回复力,先从单摆受力入手.单摆从A位置释放,沿AOB圆弧在平衡点O附近来回运动,以任一位置C为例,此时摆球受重力G,拉力T作用,由于摆球沿圆弧运动,所以将重力分解成切线方向分力G1和沿半径方向G2,悬...

泰宁县17826504713: 为什么非要把单摆看成是简谐运动呢? -
宗政绿康哌: LZ就读高中? 对于高中物理要求只为一个简单的研究而已,如果加上空气阻力(阻尼运动)会麻烦些,单摆所受空气阻力位一个类似于sin的不定函数.有兴趣可以上网或去图书馆看看嘛.高中教育只是希望你们先将简单的运动规律高清楚,今后会慢慢深入的,LZ考虑的很周全~

泰宁县17826504713: 为什么单摆运动只有在5°以内才是简谐振动 -
宗政绿康哌:[答案] 首先由牛顿力学,单摆的运动可作如下描述: 单摆受到的重力矩为: M = - m * g * l * Sin x. 其中m为质量,g是重力加速度,l是摆长,x是摆角. 我们希望得到摆角x的关于时间的函数,来描述单摆运动.由力矩与角加速度的关系不难得到, M = J * β. 其...

泰宁县17826504713: 当摆角很小时,单摆的振动是简谐振动,此时单摆的回复力是是摆球重力沿圆弧方向的分力,为什么? -
宗政绿康哌:[答案] 在高中阶段研究单摆是这样的: 单摆的运动是简谐运动,简谐运动要求回复力与位移成反比 :F=-KX 由于位移是变化的,说明回复力F是变化的 忽略空气阻力,对摆球进行受力分析,摆球受重力(竖直向下)和摆线拉力(摆线收缩方向) 由于摆球...

泰宁县17826504713: 为什么总是强调单摆在摆角很小的时候才做简谐运动?其实它不是整个过程都是简谐运动吗?而且利用单摆测定 -
宗政绿康哌: 您好,单摆如果能看作简谐运动的话,要求其回复力正比于位移.但是我们知道单摆在摆角为θ时,其回复力是重力与拉力的合力F=Gtanθ,只有当摆角θ很小时,才能进行数学上的等价代换把tanθ≈θ,此时合力F=Gtanθ=Gθ,此时同时可以近似把位移x=2lsin(θ/2)=lθ,故F=Gθ=Gx/l,这时才满足回复力正比于位移x.实际当中,θ≤5°时可以算作小量可以代换.

泰宁县17826504713: 证明单摆是简谐运动的过程 -
宗政绿康哌: 设水平方向位移为x,绳长L 重力和绳张力的合力在水平方向的分量为F=ma=-mgsinθcosθ,sinθ=x/L 由于x得a+(g/L)x=0 单摆是简谐运动

泰宁县17826504713: 单摆是不是旋转 -
宗政绿康哌: 单摆的摆锤是一个质点,既不能形变也不能旋转,所以单摆的摆锤是平移.单摆的轻细绳子不是平移.但一般只研究摆的运动,所以可以说是平移.即:它不是旋转.简谐运动是机械振动.

泰宁县17826504713: 【为什么叫简谐运动】 -
宗政绿康哌: “简”是简单,“谐”是谐振,简谐就是最简单的振动主要是数学上有一个傅里叶级数,基本上所有周期性函数都可以用傅里叶级数展开,级数里的每一项都是三角函数.当分析周期函数时,一般都把它展成傅里叶级数的形式.这意味着如果...

泰宁县17826504713: 单摆作简谐运动的条件
宗政绿康哌: 用一根长度不变、质量可忽略的线悬挂一个质点,在重力作用下在铅垂平面内作周期运动,在摆角小于5°(现在一般认为是小于10°)的条件下振动时,可近似认为是简谐运动.

本站内容来自于网友发表,不代表本站立场,仅表示其个人看法,不对其真实性、正确性、有效性作任何的担保
相关事宜请发邮件给我们
© 星空见康网