单摆的加速度始终是与摆线成90度的角 受到的力为锤子向下的重力 和摆线的拉力
根据这3个条件就可以做出示意图
sinα=ma/G a=Gsinα/m
α是多少度的角自己带
运动到左边 方向和右边刚好是对称的
设在任意位置时,绳子与竖直方向夹角为θ(θ≤45度),此时的加速度是a
物体受到重力mg、绳子拉力F,将两个力正交分解在沿半径(法向)方向和沿切线(切向)方向,
在切向上,由牛二得 切向加速度是 a切=mg*sinθ / m=g*sinθ
法向的加速度是 a法=V^2 / R ,R是线的长度
从最高点(θ=45度处,速度为0)摆到该点,由机械能守恒 得
m*V^2 / 2=mgR*(cos45度-cosθ)
所以 a法=2g*(cos45度-cosθ)
合加速度是 a=根号(a切^2+a法^2)=根号{(g*sinθ)^2+[2g*(cos45度-cosθ)]^2 }
整理后,得所求的角度θ与加速度的关系是
a=g*根号{(sinθ)^2+[2*(cos45度-cosθ)]^2 }
注:到这里,不再算那么细了,请认可。
都在图片里面了,看看吧
假设一个单摆,摆长为L,摆球质量为m,单摆与竖直方向夹角为a,绳子拉力为F,则有
沿切线方向:mgsina=ma,加速度a=gsina
单摆与竖直方向夹角为a<=5度
这时sina几乎等于tana 通常也用X/L表示 即a=gX/L
X为摆离开竖直方向的距离。
由机械能守恒,得:mgR(1-sin(θ))=1/2mv²,即:v=√(2gR(1-sinθ)),这即速度与角度关系
小球重力的切向分量:mgSinθ,其对转轴的力矩为M=mgSinθ×R
小球对轴的转动惯量为J=mR²
从而由Jε=M,得:mR²ε=mgSinθ×R,即角加速度:ε=g/Rsinθ,这即是角加速度与角度关系