15.10
考虑一个悬挂在挂钩上的浇水壶。当它偏离支点时,会像单摆一样发生振荡。这个浇水壶就是一个物理摆的例子。
可以将其全部重量等效作用于其质心来进行建模,质心围绕支点振荡。设支点与质心之间的距离为 L。
振荡是由于重力产生的恢复力矩所致,该力矩可以计算。当振荡角度较小时,可对力矩进行近似处理。
也可以用单摆的转动惯量和角加速度来表示。
这两个表达式给出了简谐运动的方程,其中质量被转动惯量替代,力常数被三个项的乘积替代。
因此,可以确定角频率,并推导出周期。
对于单摆,转动惯量给出了周期的熟悉表达式。
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