① 單擺回復力
這個問題可以從兩方面來考慮:
1受力分析。在加速飛行的飛船中的單擺具有向上的加速度,所以擺繩的拉力會增大,即擺繩與重力的合力——回復力增大;
2相對加速度法。單擺的回復力F=-mgsinθ≈-mgθ(在擺角很小時 ,sinθ≈θ),其中g為相對加速度,當以地面為參考系時,加速飛行的飛船上的單擺中g會比平時的重力加速度g大,故而其回復力也相應增大。
② 求單擺回復力的最大值!
設單擺繩子與豎直方向的夾角為a
單擺的沿繩子方向的拉力和重力在繩子方向的分力mgcosa的合力提供圓周運動的向心力;重力在垂直於繩方向的分力mgsina提供單擺做簡諧運動所需要的回復力F,即F=mgsina,這里a小於5度,所以sina=a 其中a是弧度,a=x/L (x是球偏離平衡位置的位移,L是球作圓弧運動的半徑)
可見x的最大值是振幅A,即x=A
回復力F的最大值是 ,即F=mg*a=mgA/L