CalcElf › k = 25 牛/米、m = 1 千克:周期与最大速度
k = 25 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 25 牛/米,振子的质量为 1 千克,振幅为 0.4 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 ≈ 1.2566 秒,最大速度 2 米/秒
分步解答
- ω = √(k/m) = √(25/1) = 5弹簧振子的角频率由劲度系数与质量决定
- T = 2π/ω = 2π/5 ≈ 1.2566周期与振幅无关(简谐运动特性)
- v最大 = Aω = 0.4×5 = 2经过平衡位置时速度最大
为什么这样做
弹簧越软,ω = √(k/m) 越小,周期越长;最大速度 v最大 = Aω,而在两端点速度为零、动能全部转化为弹簧的弹性势能。
常见错误
- 用 v最大 = A/T 这类把振幅和周期硬凑起来的式子,正确关系是 v最大 = Aω。
- 以为速度最大出现在振幅两端,其实最大速度出现在平衡位置。