这两个式子就相同了。那么
可以看出,这个w0的确跟弹簧的固有属性有关系,那么这个关系体现在什么方面呢?
结合物理情景分析意义对函数
,我们结合实际振动来分析看看。
- 首先振子的位移一定在一个区间内变化,最大值有正负之分,有对称性,而且最小值为0,余弦函数的取值范围是(-1,1) ,也具有对称性;
- 当时间t=0时,x取最大值,这表示振子是从最大位移处开始运动的;
- 振子振动具有周期性,而cosw0t 正好是周期函数。
表明振子从最大位移处开始运动并计时
函数的性质与振子的物理性质符合得很好,所以我们有理由相信,弹簧振子的运动学方程一定具有余弦函数的内核。
但是还有个问题,振子的振动周期,到底等于多少呢?
这个问题其实很好回答。我们知道,所谓周期,其实就是物体经过一个时间段T之后,正好回到出发点。而在余弦函数cosθ中,周期是2π。也就是说,当振子运动了t=T的时间后, 括号中所谓的"角度"w0t 就将等于2π。这样我们就有