摇床摇篮是哄睡很好用的工具
根据结果看原理,最初还有些不太相信,不过前人的智慧真是厉害。网络上前短时间说麻省理工的一些学生发明了一种摇椅,我凑近打开图片一看,中国民间早就有这种摇床、摇椅了,真是服了这些人。
一边摇着小朋友,一边思考如何用动画的原理演示的时候,最先成形的是类似这样的图片:
这个如果不考虑摇床本身左右的移动,它的角速度居然是匀速的!——这显然不符合物理学初等的常识,常识应该是,重心最低的时候速度越快,重心越高,速度越慢。如何演示这种视角效果,至少采用一种数值近似呢?
我作了些计算之后发现,严格的数学表达式有些繁琐,还不如直接引入简谐振动的节律。简谐振动,理想情况下可以用匀速圆周运动在某一个方向的投影来实现,于是,下面的单摆的运动的绘制,我实际上用的是一个隐藏起来的匀速圆周运动,角速度跟t对应,然后投影的水平位移,来模拟单摆摆动的节律。
悬挂式的节律类似单摆
把这个节律,或者摆角应用到摇床、摇椅的关键部件上,就形成了这种新的近似的节律。——仔细看其原理,我国很早就有的物件,这种设计真是巧妙(这是摇床、摇椅的核心零部件;普通的床或椅子,添加了这个部件,就摇身一变叫摇床、摇椅了)
现在得到的摇摆的节律就是恰当的了,至少视觉上看不到不妥。
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