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1700985284 图 7-20
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1700985286 式中m是刚体质量,I0是刚体相对转轴的转动惯量.方程可简化成
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1700985291 这是二阶非线性的常系数齐次微分方程.若为小角度摆动,即有sinθ=θ,(7.27)式便简化成
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1700985296 数学形式与(7.25)式一致.
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1700985298 图7-21所示的单摆可看作复摆的特例,因IC=ml2,(7.27)和(7.28)式分别简化为
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1700985306 图 7-21
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1700985308 数学上,如果给出了微分方程(7.25)式,便可解出x随t变化的函数关系x-t.由于(7.26)、(7.28)与(7.25)式的数学结构相同,可以解得的函数关系x-t,θ-t,形式上应与(7.25)式对应的x-t相同.既然(7.25)式来源于简谐振动(7.24)式,那么形如
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1700985313 的微分方程解,必定都是简谐振动
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1700985318 角频率ω由系统的动力学参量确定.弹簧振子的ω由动力学量k和m确定,小角度复摆的ω由动力学量mgloc(力矩)和I0确定.
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1700985321 函数每求一次微商,会失去一个常量,(7.31)式中的原函数x(t)可能已失去两个常量因子,数学上找出对于所有可能的原函数都适用的解,称为通解.可以理解,(7.31)式的数学通解中必定包含着两个普适的常量,这就是(7.32)式中的常量因子A和,因此(7.32)式为(7.31)式的通解.转述成力学语言:
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1700985324 动力学方程为的系统,其运动必定是简谐振动,振动的角频率ω由系统的动力学参量确定.
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