Hvad påvirker svinghastigheden af ​​et pendul?

Et pendul er en simpel enhed sammensat af en vægt, der er suspenderet på en streng, wire, metal eller andet materiale, som svinger frem og tilbage. Pendler er blevet brugt i bedstefarsklokke og lignende for at holde tid. Videnskabelige principper styrer, hvad der påvirker pendelens svinghastighed. Disse principper forudsiger, hvordan et pendul opfører sig på baggrund af dets egenskaber.

TL; DR (for lang tid, ikke læst)

Tyngdekraften, pendulens masse, længden af arm, friktion og luftmodstand påvirker swinghastigheden.

Motion

Træk en pendul tilbage og slip den. Du kan lade pendulet svinge frem og tilbage alene eller i tilfælde af et ur, skal det svinge drevet af gearene. På nogen måde påvirker princippet om periodisk bevægelse pendulet. Tyngdekraften trækker vægten, eller bob, ned som den svinger. Pendulet virker som en faldende krop, der bevæger sig mod bevægelsesstedet med en stabil hastighed og derefter vender tilbage.

Længde

Pendelens svinghastighed eller frekvens bestemmes af dens længde . Jo længere pendulet, uanset om det er en streng, metalstang eller wire, jo langsommere pendulet gynger. Omvendt jo kortere pendelet jo hurtigere svinghastigheden. Dette repræsenterer et absolut princip, som altid vil fungere uanset typen af ​​design. På grandfather ure med lange pendler eller ure med kortere, afhænger svingfrekvensen af ​​pendulets længde.

Amplitude

Amplitude refererer til svingsvinklen, eller hvor langt pendulet svinger. Et hvilependel har en vinkel på 0 grader; Træk den tilbage halvvejs mellem hvile og parallelt med jorden, og du har en 45 graders vinkel. Start et pendul, og du bestemmer amplituden. Eksperimenter med forskellige udgangspunkter, og du opdager, at amplitude ikke påvirker swinghastigheden. Det tager pendulet samme tid at vende tilbage til startpunktet. En undtagelse indebærer en meget stor vinkel, en ud over enhver rimelig sving for et ur eller en anden enhed. I så fald vil svinghastigheden blive påvirket, da pendulet går hurtigere.

Masse

En faktor, der ikke påvirker svinghastigheden, er bobens vægt. Forøg vægten på pendulet og tyngdekraften trækker kun sværere, aftenen ud ekstra vægt. Som School of Champions påpeger, er tyngdekraften på et hvilket som helst faldende objekt det samme, uanset hvad objektets masse er.

Luftmotstand /friktion

I en virkeligheds applikation påvirker luftmotstanden svingfrekvensen. Hver sving møder den modstand og det sænker svinget, selv om det måske ikke er nok at være mærkbar under en sving. Friktion sænker også svingen. Hvis pendulet svinger baseret på inerti fra den oprindelige frigivelse, vil det til sidst stoppe.

Sympatisk vibration

Pendelens svinghastighed justeres, når den placeres i nærheden af ​​et andet pendul. Dette fænomen kaldes sympatisk vibration. Pendulerne sender bevægelse og energi frem og tilbage. Denne overførsel vil i sidste ende få svinghastigheden af ​​et pendul til at være identisk med det for det andet pendul.