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图19-2所示的水平摆和铅垂摆都处于重力场中 杆重不计 摆长度l 弹簧刚度系数A以及摆锤质量
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图19-2所示的水平摆和铅垂摆都处于重力场中,杆重不计,摆长度l、弹簧刚度系数A以及摆锤质量m都是相同的。试问两个摆微幅摆动的固有频率是否相同?如果二者都脱离了重力场,其固有频率是否相同?又,图中的弹簧方向都与摆杆垂直,如弹簧与摆杆成45°角连接,其固有频率有什么不同?
参考答案
摆杆水平与铅垂放置,其固有频率不相同,因为摆杆铅垂并沿横向摆动时,重力对转轴有力矩,为恢复力之一;而摆杆水平并沿铅垂线微小摆动时,重力对转轴的力矩不变,不构成恢复力。若无重力场,有质量而无重力作用,摆杆任意放置都不改变其固有频率。
当弹簧与摆杆成45°时,弹簧变形量减小为