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单摆周期

由摆长与重力加速度计算单摆周期与频率(小角度近似)。

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单摆周期按摆长与重力加速度计算摆动周期,也可反推所需摆长。小角度下周期与振幅无关,这是摆钟能计时的原因。

使用步骤

  1. 输入摆长
  2. 查看摆动周期与频率
  3. 按需反推摆长
  4. 切换重力加速度

使用场景

  • 物理实验与作业
  • 制作摆钟或节拍器时确定摆长
  • 测量当地重力加速度
  • 理解简谐运动

小贴士

  • 周期只与摆长和重力加速度有关,与摆球质量和振幅(小角度下)都无关,这个反直觉的性质是伽利略的发现。
  • 周期与摆长的平方根成正比:摆长变成四倍,周期才翻倍。
  • 大角度摆动时周期会略微增大,简谐近似只在约 10 度以内成立。

常见问题

摆球越重摆得越慢吗?

不会。周期与质量完全无关。这看似违反直觉,但重力提供的驱动力与惯性都正比于质量,两者恰好抵消。伽利略据此发现了摆的等时性。

振幅会影响周期吗?

小角度下几乎不影响,这正是摆钟能准确计时的基础。但超过约 10 度后周期开始明显增大,因为简谐近似不再成立。

怎么用单摆测重力加速度?

精确测量摆长和多次摆动的总时间,代入周期公式反解。这是中学物理实验的经典项目,仔细操作能得到相当精确的结果。

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