Hvorfor studerer en pendul?

Galileo Galilei (1564-1642) undersøgte først hvorfor en pendul svinger. Hans arbejde var starten på brugen af ​​målinger til at forklare fundamentale kræfter.

Christiaan Huygens benyttede sig af pendulets regelmæssighed til at konstruere pendulet uret i 1656, hvilket gav en nøjagtighed, der indtil da ikke havde opnået. Denne nye enhed var nøjagtig inden for 15 sekunder om dagen.

Sir Isaac Newton (1642-1727) benyttede sig af dette tidlige arbejde, da han udviklede bevægelsesloven. Newtons arbejde medførte igen udviklingen som seismografen til måling af jordskælv.

Funktioner

Pendler kan bruges til at vise, at jorden er rund. Pendler svinger med et pålideligt mønster og arbejder med den usynlige tyngdekraft, som varierer afhængigt af højden. Hvis pendulet er direkte over nordpolen, ser pendulets bevægelsesmønster sig om at ændre sig i en tidsfrist på 24 timer, men det gør det ikke. Jorden roterer, mens pendulet forbliver i samme bevægelsesplan.

Der er forskellige måder at konstruere pendler på, som ændrer den måde, de svinger på. Men grundfysikken bag hvordan de arbejder, forbliver altid den samme.

Struktur

Et simpelt pendul kan laves med en streng og en vægt hængt fra et enkelt punkt. Andet materiale kan bruges til strengen, såsom en stang eller wire. Vægten, som kaldes en bob, kan have nogen vægt. Galileos eksperiment med at tabe to kanonkugle af forskellig vægt illustrerer dette. Forskellige massers objekter accelereres under tyngdekraften i samme takt.

Funktion

Videnskaben bag pendulet forklares gennem tyngdekraften og inertien. Jordens tyngdekraft tiltrækker pendulet. Når pendulet hænger stadig, er tråden og vægten lige og i 90 graders vinkel til jorden, da tyngdekraften trækker strengen og vægten til jorden. Træthed får pendulet til at ligge i ro, medmindre en kraft får det til at bevæge sig.

Når tråden og vægten bevæges i en lige bevægelse, virker vægten og tråden under inerti. Det betyder, at siden pendulet nu er i bevægelse, bevæger det sig fortsat, medmindre der er en kraft, der virker for at stoppe.

Gravity arbejder på pendulet mens det bevæger sig. Den bevægende kraft bliver mindre, da tyngdekraften virker på pendulet. Pendulet sænker og vender tilbage til startpunktet. Denne svingende tilbage-og-tilbage-kraft fortsætter, indtil den kraft, der startede bevægelsen, ikke er stærkere end tyngdekraften, og så er pendulet i ro igen.

Gravity trækker ikke pendulet tilbage for at vende tilbage til startpunkt langs den samme vej. Tyngdekraften trækker pendulet ned mod jorden.

Andre kræfter virker i modsætning til det bevægelige penduls kraft. Disse kræfter er luftmodstand (friktion i luften), atmosfærisk tryk (en atmosfære på havniveau, der mindsker ved højere højder) og friktion ved det punkt, hvor ledningens top er forbundet.

Overvejelser

Newton skrev i 1667, i Principia Mathematica, at på grund af at jorden er elliptisk, udøver tyngdekraften et andet indflydelsesniveau på forskellige breddegrader.

Misforståelser

Da han studerede pendulet Galileo opdagede, at det ville svinge regelmæssigt. Dens sving, kaldet sin periode, kunne måles. Længden af ​​ledningen generelt ændrede ikke pendelens periode.

Men senere blev der som mekaniske apparater udviklet, såsom pendulet, det viste sig at længden af ​​pendulet ændres perioden. Temperaturændringer medfører en lille ændring i stangens længde, og resultatet er en ændring i perioden