回复力

回复力

力学概念
回复力是指使振动物体返回平衡位置并总指向平衡位置的力。[1]
  • 中文名:回复力
  • 性质:现象
  • 特征:指振动物体所受的总是
  • 优点:向平衡位置的合外力

定义

回复力:使振子返回平衡位置并总指向平衡位置的力。

作用:使振子返回平衡位置。

回复力是一种效果力。

回复力是物体合外力在振动方向上的投影。

(对于标准的简谐振动,回复力就一定是合力,这样才能由回复力来直接决定加速度.对于下方[注意]中提及的第Ⅰ点中单摆的例子,应注意,单摆本身并不是严格的简谐振动,是当摆角在5度以内,可近似认为小球在一条直线上运动,且有sinθ≈θ时,才得出F=-mgx/l.至于阻尼振动,除回复力外还有阻力,但阻尼振动本身不是简谐振动.)

注意

Ⅰ 回复力可以是合外力,其不单纯是指某一个力。它是根据力的作用效果“总是要把物体拉回到平衡位置”命名的;回复力不是一种特殊性质的力。但回复力也不一定就是合外力。举例:在单摆中,单摆的回复力是重力沿轨迹切线方向的分力,并非是重力与绳子拉力的合力。

Ⅱ 回复力的方向是“指向平衡位置”。

Ⅲ 不同振动中回复力的来源不同。

例如:振动的单摆受到重力G与绳的拉力t作用,绳的拉力和重力的法向分力的合力提供圆周运动的向心力;指向平衡位置的合外力是重力的切向分力,它提供了单摆振动的回复力。

Ⅳ 有回复力的物体不一定做简谐运动,如阻尼振动。但有阻尼运动的同时,外界对其不断输入能量,可以保持简谐运动。

公式F=-kx

Ⅰ 式中的负号表示回复力的方向与物体对平衡位置的位移方向相反,亦即指向平衡位置。计算时为避免发生错误,可将负号省去,直接判断回复力的方向。

Ⅱ 式中k是指回复力与位移成正比的比例系数,不能与弹簧的劲度系数相混淆!如单摆的振动中:回复力F=mgsinα,当α<5°时有sinα=X/L,则F=mgX/L,即k=mg/L 。一般而言,弹簧振子的振动中k表示弹簧的劲度系数,但也不能一概而论。

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