简谐运动质点速度公式

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问题描述:

简谐振动的质点运动路程计算

推荐答案

2023-10-23 11:34:55

简谐振动的标准运动方程

位置 x=Asin(ωt+α)

速度 v=dx/dt=Aωcos(ωt+α)

加速度 a=dv/dt=-A(ω^2)sin(ωt+α)

要想物体m与木板同步运动,物体m与木板必须同时满足以上方程。

据牛顿二定律,物体m满足

am=F

要保证物体m与木板间无相对滑动F的最大值为 F=μ0.m.g ,上式为:

(-A(ω^2)sin(ωt+α))m=μ0.m.g

当sin(ωt+α)=±1时 ,对应 F=μ0.m.g 则

A(ω^2)=μ0.g

A=μ0.g/(ω^2)=μ0.g/(2πν)^2=μ0.g/4(πν)^2---即为能一起运动所允许的最大振幅。

其他答案

2023-10-23 11:34:55

简谐运动是指物体在弹性力作用下围绕平衡位置做匀速往复运动,其速度与时间的关系可表示为v=Aωcos(ωt+φ),其中v为速度,A为振幅,ω为角频率,t为时间,φ为初相位。

其他答案

2023-10-23 11:34:55

我们先写出它的受力公式: F=-KX (F为回复力,X为位移),把它改写为ma+KX=0,注意到a是X的二阶导数,上式又可写为mx''+kx=0,即x''+(K/m)x=0, 另ω^2=k/m,得到最终表达式为x''+(ω^2)x=0

这就是所有简谐运动要满足的微分方程(ω只跟系统本身有关),这个微分方程并不难解,关键是注意到三角函数求导的不变性,解出来得x=Asin(ωx+ψ),然后在求导即可得速度v=-Acos(ωx+ψ)

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