有幾個方法能求出擺角不大的單擺的週期,求出的答案都是一樣的,再此介紹三種方法:
方法一:直接利用簡諧運動來近似
這是單擺擺動時的示意圖,當角度不大時,那一段擺動的圓弧可以大約近似成直線,而當做一個簡諧運動來求解,而回復力也就是重力在切線方向(水平方向)的分量──mgsinθ。
而當角度不大時,sinθ ≈ x/l
而回復力 F=mgsinθ= mgx/l =kx
比較得 k= mg/l
帶入簡諧運動週期公式:T=2π√(m/k)= 2π√(ml /mg)= 2π√(l/g)
即為小幅度單擺週期的公式。
方法二:
至於這個積分式,我其實也不會做,就交給偉大的電腦吧!
所以我利用wolfram alpha來計算
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