Зміст
Маятник - це простий пристрій, що складається з ваги, підвішеної на струні, дроті, металі чи іншому матеріалі, який гойдається вперед-назад. Маятники використовувались у дідівських годинниках тощо, щоб зберегти час. Наукові принципи регулюють те, що впливає на швидкість розгойдування маятника. Ці принципи передбачають, як маятник поводиться на основі його особливостей.
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
Сили сили тяжіння, маса маятника, довжина руки, тертя та опір повітря впливають на швидкість повороту.
Рух
Потягніть маятник назад і відпустіть його. Ви можете дозволити маятнику самостійно гойдатися вперед або вперед, або у випадку годинника, коли він буде гойдатися за допомогою приладів. У будь-якому випадку принцип періодичного руху впливає на маятник. Сила тяжіння тягне вагу, або боби, вниз, коли вона хитається. Маятник діє як падаюче тіло, рухаючись до центру руху зі стійкою швидкістю, а потім повертаючись.
Довжина
Швидкість розгойдування або частота маятника визначається його довжиною. Чим довше маятник, будь то струна, металевий стрижень або дріт, тим повільніше маятник хитається. І навпаки, чим коротше маятник, тим швидше розгойдується швидкість. Це являє собою абсолютний принцип, який завжди буде працювати незалежно від типу конструкції. На дідівських годинниках з довгими маятниками або на годинниках з більш короткими, швидкість розмахування залежить від довжини маятника.
Амплітуда
Амплітуда відноситься до кута повороту, або до того, як далеко махає маятник. Маятник, що відпочиває, має кут 0 градусів; потягніть його назад на півдорозі між спокою і паралельно землі і у вас кут 45 градусів. Запустіть маятник і визначите амплітуду. Експериментуйте з різними вихідними точками, і ви виявите, що амплітуда не впливає на швидкість розгойдування. Маятнику знадобиться стільки ж часу, щоб повернутися до своєї початкової точки. Один виняток передбачає дуже великий кут, який перевищує будь-який розумний розмах годинника чи будь-якого іншого пристрою. У такому випадку швидкість розгойдування буде впливати, оскільки маятник швидше піде.
Меса
Одним із факторів, який не впливає на швидкість розгойдування, є вага боба. Збільшення ваги на маятнику, а сила тяжіння просто тягне сильніше, витягуючи зайву вагу. Як зазначає Школа для чемпіонів, сила тяжіння на будь-який падаючий предмет однакова, незалежно від маси об’єктів.
Опір повітря / тертя
У реальному застосуванні опір повітря впливає на швидкість розгойдування. Кожна гойдалка наштовхується на цей опір, і вона уповільнює розмах, хоча це може бути недостатньо, щоб бути помітним під час одного гойдалки. Тертя також уповільнює гойдалки. Якщо маятник розгойдується за інерцією від початкового вивільнення, врешті-решт він зупиниться.
Симпатична вібрація
Швидкість повороту маятника регулюється, якщо його розмістити в безпосередній близькості від іншого маятника. Це явище називається симпатичною вібрацією. Маятник передає рух і енергію назад і назад. Цей перехід в кінцевому підсумку призведе до того, що швидкість розгойдування одного маятника буде ідентичною такої, що й у іншого маятника.