傅科摆运动轨迹的理论分析和计算机模拟论文(新)

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1、分类号UDC单位代码10642密级公开学号2002466044 重庆文理学院学士学位论文  论文题目：傅科摆运动轨迹的理论分析和计算机模拟  论文作者：郭全指导教师：龙晓霞副教授学科专业：物理学提交论文日期：2006年05月26日论文答辩日期：2006年06月03日学位授予单位：重庆文理学院  中国·重庆2006年06月GraduateThesisofChongqingUniversityofArtsandSciencesTheoriesAnalysisonFoucaultPendulumandCompute

2、rSimulationonIt’sTraceCandidate:GuoQuanSupervisor:LongXiao-xiaMajor:PhysicsDepartmentofPhysics&InformationEngineeringChongqingUniversityofArtsandSciencesJune20062002级物理学专业毕业论文目录目录摘要IIABSTRACTIII1引言12傅科摆运动的理论分析13傅科摆运动的计算机模拟和分析23.1数学模型的建立23.2程序的编写33.3程序运行结果及其

3、分析33.3.1同一纬度，不同初始条件下摆的运动轨迹33.3.2初始条件相同，纬度不同时摆的运动轨迹54结论5参考文献6致谢7I2002级物理学专业毕业论文目录傅科摆运动轨迹的理论分析和计算机模拟物理学专业2002级郭全指导教师龙晓霞摘要傅科摆实验是证明地球自转的一个非常重要的实验，傅科摆运动方程的求解很烦琐，其运动轨道也非常复杂。本文首先对傅科摆的运动轨迹进行了理论分析，然后利用MATLAB软件对在不同初始条件下、以及处于不同纬度的傅科摆的运动轨迹进行了模拟和分析，理论分析和计算机模拟得到相同的结论：傅科摆

4、的运动轨迹的形状与初始条件有关，与纬度无关；傅科摆的摆动平面的摆动速度由纬度决定，与初始条件无关.关键词傅科摆运动轨迹理论分析计算机模拟I2002级物理学专业毕业论文AbstractAbstractTheexperimentofFoucaultpendulumisviewedasveryimportantexperimenttoprovedtheearthrotation.ItisverytroublesometosolvetheFoucaultpendulumequationofmotionaswellas

5、toItsorbitmoving.ThisarticlefirstlyanalysesthemotiontrackofFoucaultpendulumbasedontheory,ThenitimitatsandanalysesthemotiontrackofFoucaultpendulumfromdifferentintialconditionaswellasdifferentlatitudebyusingtheMatlab,Wecangetthesameconclusionbothfromtheorieti

6、alanalysisandcomputerimitationTheshapeofmotiontrackofFoucaultpendulumisnotrelatedtolatitudebuttheinitialcondition,whereasthespeedswingingontheswingingplaneofFoucaultisnotuptoinitialconditionbutthelatitude.KeywordsFoucaultpendulum,motiontracktheoreticalanaly

7、sis,computerimitationIII2002级物理学专业毕业论文1引言傅科摆实验是证明地球自转的一个非常重要的实验。1851年法国物理学家傅科在巴黎万圣殿内的拱顶上悬挂了一个摆长67m，摆锤质量为28kg的单摆，该单摆摆动周期约为16s，实验发现该单摆平面绕竖直轴作顺时针转动(由上向下看)，转动周期约为32h，这就是著名的傅科摆实验．这个实验无需依赖地球以外的物体，就能直观地展示地球自转的存在，因此它可以很好地说明地球的自转．本文对傅科摆的运动进行了理论分析，然后利用MATLAB软件对在各种初始条

8、件下、以及处于不同纬度的傅科摆的运动轨迹进行了模拟和分析。2傅科摆运动的理论分析地球自转的物体运动微分方程为（1）对傅科摆来讲，重力以外的作用力就是绳中张力T，如绳长为L，摆锤在某一瞬时的动坐标为X，Y，Z，则zL-zlzxyyx(2)mgoT由于很小，所以包含的项可以略去。摆的振幅很小，特别在z方向上振动更微，故z及其时间的微商都系二阶微量，可以略去，因为故由（2）式可知这样，（1）式中的最后一式