什麼是單擺週期計算器?
這個計算器可以求出簡諧單擺的週期,也就是完成一次完整來回擺動所需的時間。它採用經典的小角度公式 T = 2π√(L/g),其中 L 是擺長,g 是重力加速度。工具同時會以赫茲(Hz)顯示擺動的頻率。這是一條放諸四海皆準的物理關係式,任何地點都適用,只有 g 值會隨所在位置而改變(地球表面約為 9.81 m/s²)。
使用方法
以公尺輸入擺長,並填入當地的重力加速度(地球用 9.81 m/s²、月球用 1.62、火星用 3.71)。按下計算,即可看到以秒為單位的週期,以及對應的頻率。此公式假設擺動角度很小(約 15° 以內),擺線無質量且不可伸長,所有質量都集中在擺錘上。
公式解析
T = 2π \sqrt{\dfrac{Length (m)}{Gravity (m/s^2)}}
週期只取決於擺長與重力,與擺錘的質量或擺幅無關(在小角度的前提下)。由於週期與擺長的平方根成正比,將擺長拉長為四倍,週期也只會變成兩倍。頻率則很單純,就是 f = 1/T。
計算範例
以地球上 1 公尺長的單擺為例(g = 9.81 m/s²):
T = 2π√(((1) ÷ (9.81))) = 2π × √(0.10193) = 2π × 0.31926 ≈ 2.006 秒
它的頻率為 1/2.006 ≈ 0.498 Hz。
使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)
📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位
輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。
🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障
所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。
📊 3. 符合公認學術與產業計算模型
演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。
📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出
支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。
🔄 5. 多情景敏感度動態對比
建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。
🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明
本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。
常見問題 (FAQ)
質量會影響週期嗎?
不會。對理想的簡諧單擺而言,週期與擺錘質量無關。
為什麼用 9.81 m/s²?
那是地球表面標準的平均重力值。它會隨緯度與海拔而略有變化。
大角度擺動時準確嗎?
這條公式只在小角度的極限下才完全精確。擺幅較大時,真實週期會略長一些。