振り子力の計算方法

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著者: Monica Porter
作成日: 17 行進 2021
更新日: 18 11月 2024
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04仕事のエネルギー 力学的エネルギーの保存〜振り子の問題演習〜
ビデオ: 04仕事のエネルギー 力学的エネルギーの保存〜振り子の問題演習〜

振り子が静止位置から離れると、重力により振り子が後ろに揺れます。この力は、重力、振り子のボブの質量、振り子と垂直の間の角度による地球の一定の加速度の関数です。具体的には、力は質量×重力×その角度のサインに等しくなります-(F = mgsinθ)。ストリングが軽い場合、質量のないものとして扱い、振り子の力の計算では無視します。弦の長さは振り子にかかる力には影響しませんが、ボブがスイングするのにかかる時間には影響します。

    弦と垂直線の間の角度のサイン(sin)を見つけます。関数電卓がない場合は、オンライン計算機を使用してください(最初のリンクの「リソース」セクションを参照)。たとえば、20度の角度の場合:sin(20)= 0.342。

    ステップ1の結果に、地球の重力加速度を乗じます。これは毎秒2乗の9.81メートルです。0.342x 9.81 m / s ^ 2 = 3.36 m / s ^ 2です。

    ステップ2の結果にボブの質量を掛けます。たとえば、ボブの重量が2キログラム(kg)の場合、計算は3.36 m / s ^ 2 x 2 kg = 6.72です。これは、ニュートンで測定された振り子ボブを押す力です。