Problema de la ecuación del movimiento del péndulo

La ecuación diferencial que da la ecuación de movimiento de un péndulo donde:

  • metro es la masa
  • L es la distancia entre el pivote y el centro de masa del cuerpo
  • gramo es la aceleración de la gravedad
  • I es el momento de inercia del cuerpo con respecto al pivote

es dado por:

2 θ t 2 + ( metro gramo L I ) pecado ( θ ) = 0

Aquí, vamos a despreciar la resistencia del aire y la fricción.

Ingresé esta ecuación en Wolfram Alpha y la solución parece ser:

θ = 2 soy ( t + ω 0 2 θ 0 + 2 metro gramo L I | 4 metro gramo L 2 metro gramo L + I θ 0 )

dónde soy ( X , y ) es la función de amplitud de Jacobi.

Pero, conectando los números, las unidades no se cancelan y no están en el orden correcto. Ahora, mi pregunta es: ¿Es esta la ecuación de movimiento correcta? Si no, ¿qué es? ¿Las unidades no importan cuando se conectan a la ecuación de movimiento?

Publicación relacionada de OP: physics.stackexchange.com/q/234630/2451

Respuestas (1)

¡La ecuación está bien y las unidades funcionan!

Creo que tu problema es con las unidades de ω 0 y θ 0 . Aunque ω suele ser una frecuencia y θ suele ser un ángulo, aquí ambos tienen que ser unitarios. ω 0 tiene que tener unidades de tiempo (ya que sumamos t + ω 0 ) y θ 0 aparece en metro gramo L + I θ 0 , por lo que debe tener unidades, donde "[x]" significa "las unidades de x":

[ θ 0 ] = [ metro gramo L I ] = k gramo metro s 2 metro k gramo metro 2 = 1 s 2

Con eso enchufado, todo funciona. Ambos X y y en a metro ( X , y ) son sin unidad.

ω 0 y θ 0 son solo constantes de integración.