作者mnb7120 (pagoo)
看板Physics
标题Re: [问题] 104年嘉义高中教师甄试
时间Thu Jun 18 09:16:08 2015
※ 引述《hydrasmith31 ()》D之铭言:
: 【出处】教师甄试
: 【题目】ppt.cc/8yPM0
: 【瓶颈】
: 以AC和AB之长度比为转动弧长比
: 1.假设AC长度2、AB长度3
: 质量m的物体微小震荡位移x1
: 则K2弹簧形变量为(2/3)x1
: 因此E = 1/2m(X1')^2 + 1/2K1(X1^2) + 1/2K2[(2/3)X1]^2
: 两边同时微分
: 0 = m(X1'')(X1') + K1(X1')(X1) + K2(4/9)(X1)(X1')
: 同除X1'
: 0 = mX1'' + (K1 + 4K2/9) X1
: 可得角频率 = {[K1+(4/9)K2]/m}^0.5
: 但是带周期T = 2pi/角频率
: 得到的答案是错的
: 2.若考虑到力矩平衡的话
: 那又跟K1 K2形变量矛盾
: 不知道要如何下手
: 谢谢!!
设轻杆转动的角度为θ,物体m的位移为x
1. 若轻杆顺时钟转动一小角度θ,考虑转动平衡
3*F2 = 2*F1
3*(k2*3θ) = 2*k1*(x-2θ)
--> x = (4k1 + 9k2)/2k1 *θ...........式1
2. 物体m受力
F1 - mg = mx"..........式2
其中F1
F1 = 2*k1*(x-2θ) = 9k2/2k1 *θ (由式1可得)........式3
将式1、式3代入式2整理
m*(4k1+9k2)/2k1 *θ" - 9k2/2 *θ + mg =0...........式4
--> ω^2 = 9k1k2/[m*(4k1+9k2)]
--> T = 2π*sqrt(m*(4k1+9k2)/9k1k2).......得证
注:也可用拉格朗日法(Lagrange)求出运动方程式,也可以得到式4
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2F:→ comeandgo: 小弟不才,想了一个把弹簧"等效"过去的方法 06/19 04:30
3F:→ mnb7120: 我觉得你的想法很有趣哦!答案居然相同! 06/19 21:22
4F:→ mnb7120: 你的想法只要考虑ㄧ个座标θ,不确定是不是凑巧? 06/19 21:25
5F:→ mnb7120: 可以用你的方法算算看,如果杆子的质量为M的情况 06/19 21:26