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なぜ単純な振り子の期間が独立した質量であるのですか?

単純な振り子の期間は、実際にボブの質量とは無関係です。その理由は次のとおりです。

遊びの力を理解する

* 重力: 振り子ボブに作用する主要な力は重力です。 ボブを下に引っ張り、常に平衡位置を指す復元力を作成します。

* 張力: ボブを保持している弦またはロッドも緊張力を発揮します。この力は常にボブの動きに垂直です。

動きの分析

1。加速: ボブの加速は、それに作用する重力に直接比例します。ただし、重力はBOBの質量にも比例します(F =mg、Gは重力による加速です)。

2。質量キャンセル: 単純な振り子の運動方程式を分析すると、強度項と加速項の両方に質量項が現れます。これらの用語は互いにキャンセルします。

3。結果: 期間(t)の結果の方程式は、振り子の長さ(l)と重力による加速(g)のみに依存します。

t =2π√(l/g)

簡単に言えば:

ボブが重いほど、重力がそれを引き下げる力が強くなります。ただし、より重いボブには、より多くの慣性(動きの変化に対する抵抗)もあります。 これらの2つの効果は、互いに完全にバランスを取り、異なる質量で同じ期間になります。

重要な注意: この質量からの独立は、 *単純な *振り子に当てはまります。現実世界の振り子では、空気抵抗や摩擦などの要因は、質量に応じて期間にわずかな変動をもたらす可能性があります。ただし、理想的な単純な振り子の場合、質量は前後にスイングするのにどれくらいの時間がかかるかに影響を与えません。

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