
这个我们称为相图,横坐标是角度,纵坐标是角速度,
同时横坐标的变化就代表势能的变化,纵坐标的变化就代表动能的变化。
你可以想象还有一条时间轴从屏幕里穿出来。
角度和角速度随着时间的变化,衍生出一条空间曲线。
而相图可以说就是把这条曲线拍扁(投影)以后的图。
三种情况:
第一种就是单摆,相当于系统能量比较小的时候,质点会有一个正的最大角度和一个负的最大角度,然后在这两个角度之间摆动,对应相图上就是那个最内层的闭合曲线;
第二种就是能量很大的时候,质点在最高点还会有一个正的速度,运动就会像电风扇一样转圈,对应相图上就是最外层的波浪线;
而第三种就是能量刚刚好的时候,你会在相图上看到一个交点,相图上的交点一定是奇点,是时间趋于无穷的时候的极限点。
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这是把时间轴补上之后的图,你脑补一下吧。
绿线就是临界情况,永远在逼近(角度=180度,角速度=0)这个状态,永远达不到。