的理论中提出的假设单摆描述单摆运动的微分方程如图1第一行所示牛顿第二运动定律应用于一个旋转系统(本模拟的理论部分没有涵盖)。这里质量m抵消了,也就是说,运动与附着的质量无关。

对于小位移(小角度近似),方程可以进一步简化,如图1第二行所示,这是谐振子的微分方程。在边界条件(t =0时的最大位移和t=0时的0角速度)下,可以确定位移θ(t)的解,如图1中的第三行所示。

根据频率,可以计算出振荡周期,通过测量振荡周期(以及已知的线长L),可以确定重力加速度g,如图1最后一行所示。

推导出加速度的公式。方程A将单摆运动的微分方程简化为角的偏导数平方除以时间的偏导数平方加上加速度除以长度乘以sin等于0。方程B简化了这个对于小位移角,说明了角度的偏导数的平方除以时间的偏导数的平方等于加速度除以长度乘以角度,这是谐振子的方程。方程C加上了额外的边界,改变了方程,角度在时间上的值等于最大乘以cos乘以加速度的平方根乘以长度乘以时间。最后一个方程D引入了频率方程其中振荡周期等于2乘以乘以长度的平方根除以加速度。从这个方程,得到加速度,等于4乘以的平方乘以长度,除以振荡周期的平方。

图1:振动周期和重力加速度的推导方程。

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