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为什么k/m等于角速度的平方?

严格推导公式需要解微分方程,就中学阶段的物理来说应该记住一个公式 ,就是弹簧振子的周期公式 T=2pi 根号(m/k)


又根据周期和角频率的关系ω=2pi/T,很容易得出ω²=k/m。


简谐运动回复力公式:F=-kx ;


三角函数表示式:x=Asin(wt+φdu) ;


速度v=-ωRsin(ωt+φ) ;


加速度a=-(ω^2)Rcos(ωt+φ)=-ω^2*x ;


一般简谐运动zhi周期:T=2π√(m/k) (其中m为振子质量,k为振动系统的回复力系数);


对于单摆运动,其周期T=2π√(L/g) (√表示根号)


物体受力大小与位移成正比,而方向相反,人们把具有这种特征的振动称为简谐运动。


根据该运动方程式,可以说位移是时间t的正弦或余弦函数的运动是简谐运动。简谐运动的数学模型是一个线性常系数常微分方程,这样的振动系统称为线性系统。线性系统是振动系统最简单最普遍的数学模型。但一般情况下,线性系统只是振动系统在小振幅条件下的近似模型

匿名回答于2023-09-13 22:05:51


可以直接用k/m计算简谐振动的方程(运动位置x与时间t的关系)

根据弹簧系统的特点可知F=-kx(方向始终指向平衡时的位置)

所以a=F/m=-kx/m(加速度a与运动位置x的关系)

又因为a=d^2x/dt^2(加速度a与时间t的关系)

联立可解得x=Acos[√(k/m)t+φ](位置x和时间t的关系)

可以看得出来,√(k/m)和w的意义是一样的

所以k/m=w^2

匿名回答于2023-09-01 17:31:21


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