單擺實驗室

單擺實驗室

把同一個單擺帶到月球。調整擺長、擺角與質量,看看一個來回需要多久。

開始實驗

互動實驗

每次調整一個參數,觀察週期如何改變。

地球上的單擺

重力加速度 9.80 m/s²

經過 0.00 秒

地球週期
秒
月球週期
秒

實驗參數

10 cm100 cm
2°75°
20 g100 g

變更擺長、擺角或質量後,擺錘會回到釋放位置。模型忽略空氣阻力與摩擦。

單擺的原理

擺錘完成一次往返所需的時間,叫做週期。

小擺角時的近似式
L 是支點到擺錘重心的距離。g 是重力加速度。
擺長越長,週期越長
把擺長加到原來的四倍。若擺角很小,週期約變成兩倍。
月球的重力較弱
在相同擺長與初始擺角下,月球上的週期約為地球的 2.46 倍。試著並排釋放兩個單擺。
質量與大擺角的影響
理想模型中,改變擺錘質量會改變圖示大小,週期維持相同。擺角夠大時,週期會比小擺角公式的預測更長。模擬已計入這項變化。

高中實驗的實測數據

每個條件量測五次。切換變因,查看平均值與它能支持的主張。

查看平均值
平均週期(秒)