单摆的周期公式是 T=2π√(L/g)证明:摆球的摆动轨迹是一个圆弧,设摆角(摆球偏离竖直方向的角度)为θ,则摆球的重力mg沿此圆弧的切线方向的分力为mgsinθ,设摆球偏离平衡位置的位移为x、摆长为l,则当摆角很小时,可以认为sinθ=x/l.。
所以,单摆的回复力为F=-mgx/l。对于系统而言,m、g、l均为定值,故可认为k=mg/l,则F=-kx。因此在单摆很小的情况下,单摆做简谐运动。将k=mg/l代入ω=√(k/m)可得ω=√(g/l),由T=2π/ω可得单摆周期公式T=2π√(l/g)弹簧振子F=-kxa=d²x/dt²=-(k/m)x=-ω²x ω=√(k/m)d²x/dt²+ω²x=0解微分方程得:x=Acos(ωt+φ)ω=2π/TT=2π/ω=2π√(m/k)单摆:F切=ma=-mgsinθ a=ld²θ/dt²ma=mld²θ/dt²=-mgsinθd²θ/dt²+(g/l)sinθ=0θ<
5° sinθ≈θ