Problem mit der Pendelbewegungsgleichung

Die Differentialgleichung, die die Bewegungsgleichung eines Pendels angibt, wobei:

  • M ist die Masse
  • L ist der Abstand zwischen dem Drehpunkt und dem Massenmittelpunkt des Körpers
  • G ist die Erdbeschleunigung
  • ICH ist das Trägheitsmoment des Körpers um den Drehpunkt

wird gegeben von:

2 θ T 2 + ( M G L ICH ) Sünde ( θ ) = 0

Hier vernachlässigen wir Luftwiderstand und Reibung.

Ich habe diese Gleichung in Wolfram Alpha eingefügt und die Lösung scheint zu sein:

θ = 2 Bin ( T + ω 0 2 θ 0 + 2 M G L ICH | 4 M G L 2 M G L + ICH θ 0 )

Wo Bin ( X , j ) ist die Jacobi-Amplitudenfunktion.

Aber wenn man die Zahlen einsteckt, heben sich die Einheiten nicht auf und sie sind nicht in der richtigen Reihenfolge. Meine Frage lautet nun: Ist dies die richtige Bewegungsgleichung? Wenn nicht, was ist es? Spielen Einheiten keine Rolle, wenn man sie in die Bewegungsgleichung einfügt?

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Antworten (1)

Die Gleichung ist in Ordnung und die Einheiten stimmen!

Ich denke, Ihr Problem liegt in den Einheiten von ω 0 Und θ 0 . Obwohl ω ist normalerweise eine Frequenz und θ ist normalerweise ein Winkel, hier müssen beide eine Einheit bilden. ω 0 muss Zeiteinheiten haben (da wir hinzufügen T + ω 0 ) Und θ 0 erscheint in M G L + ICH θ 0 , und muss daher Einheiten haben, wobei "[x]" "die Einheiten von x" bedeutet:

[ θ 0 ] = [ M G L ICH ] = k G M S 2 M k G M 2 = 1 S 2

Wenn das angeschlossen ist, funktioniert alles. Beide X Und j In A M ( X , j ) sind einheitslos.

ω 0 Und θ 0 sind nur Integrationskonstanten.