Hvad påvirker svingfrekvensen af et pendul?

En pendul er en simpel enhed, der består af en vægt ophængt på en streng, wire, metal eller andet materiale, der svinger frem og tilbage. Pendler er blevet brugt i bedsteforure og lignende for at holde tiden. Videnskabelige principper styrer, hvad der påvirker pendulens svingningshastighed. Disse principper forudsiger, hvordan en pendel opfører sig baseret på dens egenskaber.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Tyngdekraften, pendulens masse, længden af arm, friktion og luftmodstand påvirker alle svingningshastigheden.
Bevægelse

Træk en pendul tilbage og slip den. Du kan lade pendelen svinge frem og tilbage på egen hånd, eller i tilfælde af et ur, få den til at svinge drevet af tandhjulene. Uanset hvad princippet om periodisk bevægelse påvirker pendelen. Tyngdekraften trækker vægten eller bob ned, når den svinger. Pendelen fungerer som et faldende legeme, bevæger sig mod bevægelsescentret med en jævn hastighed og vender derefter tilbage.
Længde

Pendulets svingningshastighed eller frekvens bestemmes af dens længde. Jo længere pendelen, uanset om det er en streng, metalstang eller wire, jo langsommere svinger pendelen. Omvendt, jo kortere pendul, desto hurtigere er svingningshastigheden. Dette repræsenterer et absolut princip, der altid fungerer uanset designtype. På bedsteforur med lange pendler eller ure med kortere, afhænger svingningshastigheden af pendulens længde.
Amplitude

Amplitude henviser til svingningsvinklen, eller hvor langt tilbage pendelen svinger. En hvilependul har en vinkel på 0 grader; træk den tilbage halvvejs mellem hvile og parallelt med jorden, og du har en 45-graders vinkel. Start en pendul, og du bestemmer amplituden. Eksperimenter med forskellige udgangspunkter, og du opdager, at amplituden ikke påvirker svingningshastigheden. Det vil tage pendelen den samme tid at vende tilbage til dens udgangspunkt. En undtagelse involverer en meget stor vinkel, en ud over enhver rimelig svingning for et ur eller enhver anden enhed. I dette tilfælde påvirkes svingningshastigheden, når pendelen går hurtigere.
Mass

En faktor, der ikke påvirker svingningshastigheden, er vægten af boben. Forøg vægten på pendelen, og tyngdekraften trækker bare hårdere, aften den ekstra vægt. Som School for Champions påpeger, er tyngdekraften på ethvert faldende objekt den samme, uanset hvad objektets masse er.
Luftmodstand /friktion

I en reel applikation påvirker luftmodstand svingningshastigheden . Hver sving møder modstanden, og den bremser svingen, skønt det måske ikke er nok til at blive synlig under en sving. Friktion bremser også svingen. Hvis pendelen svinger baseret på inerti fra den første frigivelse, vil det i sidste ende stoppe.
Sympatisk vibration

Pendulets svinghastighed justeres, når den placeres i nærheden af en anden pendul. Dette fænomen kaldes sympatisk vibration. Pendulerne fører bevægelse og energi frem og tilbage. Denne overførsel vil med tiden forårsage, at svingningshastigheden for den ene pendel er identisk med den for den anden pendul.