CalcElf › k = 100 牛/米、m = 1 千克:周期与最大速度
k = 100 牛/米、m = 1 千克:周期与最大速度
在光滑水平面上,弹簧振子的弹簧劲度系数为 100 牛/米,振子的质量为 1 千克,振幅为 0.1 米,做简谐运动。求振动的周期和振子经过平衡位置时的最大速度。
直接答案
周期 ≈ 0.6283 秒,最大速度 1 米/秒
分步解答
- ω = √(k/m) = √(100/1) = 10弹簧振子的角频率由劲度系数与质量决定
- T = 2π/ω = 2π/10 ≈ 0.6283周期与振幅无关(简谐运动特性)
- v最大 = Aω = 0.1×10 = 1经过平衡位置时速度最大
为什么这样做
弹簧振子的角频率由劲度系数和质量共同决定:ω = √(k/m),因此 T = 2π/ω;速度在平衡位置最大,v最大 = Aω。
常见错误
- 把周期写成 2π√(k/m),k 与 m 的位置写反了。
- 以为振幅越大周期越长(简谐运动的周期与振幅无关)。