单摆公式

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惠更斯的单摆公式T=2丌√L/g是怎么得来的?

惠更斯当时是靠精确统计得出的公式,后来微积分发明之后可以直接从理论上推导。受力分析:当摆球的偏角为θ时,小球受重力mg与绳子拉力。重力沿绳方向的分量一定与绳子拉力平衡,这样小球的合力就等于mgsinθ,方向垂直与绳向下。对于单摆,摆角是很小的,这样摆球可以近似看做水平运动,并且mgsinθ≈mgθ,摆球的加速度就为gθ,指向平衡位置。而此刻摆球的位移为Lθ。所以可以列微分方程L(d^2θ/dt^2)=-gθ (因为指向位移与加速度方向相反,所以取负号)此方程的通解为θ=Asin(ωt+φ),其中角频率ω=√g/L再根据角频率的定义ω=2π/T,得出T=2π√L/g