利用机械能守恒求解非惯性系单摆的振动周期SOLUTION OF VIBRATION PERIOD OF SIMPLE PENDULUM IN NON-INERTIAL SYSTEM BY CONSERVATION OF MECHANICAL ENERGY
冯立芹
摘要(Abstract):
由于不同的非惯性系具有不同的加速度,导致单摆在不同的非惯性系中具有不同的振动周期,所以有必要掌握非惯性系下单摆振动周期的计算.基本的计算方法是利用非惯性系动力学方程,结合受力分析求解,但这种方法既要考虑惯性力,又需要进行力的分解,比较麻烦.本文通过引入惯性力势能,给出非惯性系机械能守恒定律,并利用机械能守恒定律对处于特定非惯性系中的单摆周期进行分析计算,得出非惯性系中单摆的振动周期不仅与单摆自身属性有关,而且与非惯性系的运动加速度或角速度有关的结论.
关键词(KeyWords): 单摆;振动周期;惯性力势能;非惯性系;机械能守恒
基金项目(Foundation): 内蒙古自治区自然科学基金(2013MS0807);; 内蒙古民族大学科研项目(NMD1220);; 内蒙古民族大学科研创新团队建设计划资助课题
作者(Author): 冯立芹
参考文献(References):
- [1]程守洙,江之永.普通物理[M](第3册).5版.北京:高等教育出版社,1998:14-20.
- [2]陈洪武.从机械能守恒的角度推导单摆简谐振动的周期[J].物理与工程,2012,22(1):15.
- [3]于志明.用拉格朗日方程求解椭圆摆的周期[J].通化师范学院学报,2007,28(2):35-36.
- [4]冯立芹.量纲分析法求解复摆和扭摆的振动周期[J].内蒙古民族大学学报(自然科学版),2007,22(5):495-498.
- [5]王显军,赵先林.非惯性系中单摆的振动周期[J].河南广播电视大学学报,2002,15(2):36-38.
- [6]吴敏芳,李宗红.非惯性系中单摆周期研究[J].现代物理知识,2001,13(5):51-52.
- [7]刘荣万.非惯性系机械能守恒定律[J].大学物理,1990,9(7):5-7.
- [8]窦放川.应用等效势能求解非惯性系中相对平衡的力学问题[J].扬州师院学报(自然科学版),1989,9(4):6-9.
- [9]张素红,李子敬.平移非惯性系中的能量关系[J].物理与工程,2008,18(2):21-23.