单摆的回复力
摆球受到的重力G和悬线拉力F',在单摆振动时,一方面要使单摆振动,另一方面还要提供摆球沿圆弧的运动的向心力。在研究摆球沿圆弧的运动情况时,可以不考虑与摆球运动方向垂直的力,而只考虑沿摆球运动方向的力,如图所示。
因为F'垂直于v,所以,我们可将重力G分解到速度v的方向及垂直于v的方向。且G1=Gsinθ=mgsinθ,G2=Gcosθ=mgcosθ。
重力G沿圆弧切线方向的分力G1=mgsinθ是沿摆球运动方向的力,正是这个力提供了使摆球振动的回复力,也可以说成是摆球沿运动方向的合力提供了摆球摆动的回复力。
F=G1=mgsinθ