Re: [考古] 台大96單選3
※ 引述《CDnow (冷凍中)》之銘言:
: 3. 如果單擺的振幅變小,則下列哪個物理量不會受影響?
: (A)總能量。 (B)最大速度。 (C)最大加速度。 (D)位能。
: (E)位能和動能的比。
: 答案是E,小的我就是要問E要怎麼看呢XD?
: 感謝!
以下是賴樹聲先生書的解法以及一些個人的理解
設單擺的最低點(平衡點) Uo = 0
擺動到一定高度時 Ug = mgL(1 - cosθ) L為單擺長 θ為擺線和垂直線的夾角
角位移 θ = θmax cos(wt + φ) ( θmax相當於振幅(最大角位移) )
角速度 θ' = -θmax w sin(wt + φ) (對角位移之t微分一次)
動能E = 1/2 mv^2 = 1/2 m (θ'L)^2 (v=wr=θ'L)
***位能Ug = mgL(1 - cosθ) = mgL θmax^2 (到這邊其實我看不太懂了..)
(θ'L)^2 L sin^2(wt + φ)
E / Ug = -------------- = --- w^2 ----------------
gLθmax^2 g cos^2(wt + φ)
因為θmax被消掉了 (L/g)*w^2 = 1 (sin/cos)^2 = tan^2 和 θmax無關
所以物理量不會受振幅影響,故答案為E
以上 提供做參考,也希望有概念清楚的版友能幫忙解釋一下或能提供
一些不同的解法與見解
(有解析在旁邊,我還是沒辦法很清楚瞭解其意義,我的物理真的很需要加強阿 Orz )
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