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单摆问题研究---理论力学论文

(2) 方程通解为

c1cos t c2sin t, (3)

单摆问题研究---理论力学论文

sin

c1,

单摆问题研究---理论力学论文

cos

因此,若取

单摆问题研究---理论力学论文

A arctan则式(3)可以改写为

单摆问题研究---理论力学论文

单摆问题研究---理论力学论文

单摆问题研究---理论力学论文

c1

, c2

t

t)

A(sin cos t cos sin t) Asin( t ),

从方程的解可以看出,不论反映摆初始状态的A 和 为何值,摆的运动总是一个正弦函数,这种运动就是简谐振动,周期T=

2

,且摆的

周期只依赖于摆长l,而与初值无关。

(2) 有阻尼的自由振动

从上述解可以看到,无阻尼的自由振动是按正弦规律做周期运动,摆动似乎可以无限期的进行下去。但是,实际情况并非如此,摆总是经过一定时间的摆动后停下来,这是由于空气阻力的作用,其自由振动方程为:

d gd2 sin m2

dtldt

(4)

d2 d g 0,dt2mdtl

(5) 记

m 2n,

g

2,这里n, 是正常数,所以上式可以改写为 l

d2 d

2 2n 2 0,

dtdt

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