关于此工具
单摆周期计算器是一款免费的浏览器内工具,用于处理单摆的摆动运动。选择求解周期、摆长还是当地重力,输入其余两个量,即可读出结果以及频率和角频率。所有计算都在你的浏览器中本地进行。
它基于小角公式 T = 2π√(L/g)。经过改写,摆长为 L = g·(T/2π)²,重力为 g = L·(2π/T)²。频率为 f = 1/T,角频率为 ω = 2π/T = √(g/L)。内置的重力预设涵盖地球(9.81)、月球(1.62)和火星(3.71)m/s²。
由于简单公式假设摆动幅度很小,一个可选的振幅字段会应用一阶大角修正 T ≈ T₀(1 + θ²/16),其中角度 θ 从度换算为弧度。以米输入摆长,以 m/s² 输入重力,以秒输入周期。
常见问题
周期公式是什么?
对小幅摆动,单摆的周期为 T = 2π√(L/g),其中 L 是摆长,g 是重力加速度。注意其中不出现质量——更重的摆锤不会改变周期。
为什么周期不依赖于质量或振幅?
在理想的小角模型中,回复力随质量的变化与惯性完全一致,所以质量相互抵消,运动为简谐运动,周期与振幅无关。对较大的摆动,下面的振幅修正会加入一点依赖性。
振幅修正有什么作用?
简单公式只在极小的摆动下才精确。输入振幅会应用一阶修正 T ≈ T₀(1 + θ²/16),其中 θ 以弧度计,这会使大幅摆动的周期略微变长。
我可以把它用于其他行星吗?
可以。选择一个重力预设(地球、月球、火星)或输入任意 g 值,周期、频率和角频率就会立即更新。一切都在你的浏览器中计算,不上传任何内容。