Какво влияе върху скоростта на люлеене на махалото?

Махалото е просто устройство, съставено от тежест, окачена на низ, тел, метал или друг материал, който се люлее напред-назад. Махалата са били използвани в дядовите часовници и други подобни, за да задържат времето. Научните принципи управляват това, което влияе върху скоростта на люлеене на махалото. Тези принципи предсказват как се държи махалото въз основа на неговите характеристики.

TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)

Силите на гравитацията, масата на махалото, дължината на рамото, триенето и въздушното съпротивление влияят върху скоростта на люлеене.

Издърпайте махало назад и го освободете. Можете да оставите махалото да се люлее насам-натам самостоятелно, или в случай на часовник да го люлеете, задвижван от зъбни колела. Така или иначе принципът на периодичното движение влияе върху махалото. Силата на гравитацията издърпва тежестта или качулката надолу, докато се люлее. Махалото действа като падащо тяло, движейки се към центъра на движение с постоянна скорост и след това се връща.

Скоростта на люлеене или честотата на махалото се определя от дължината му. Колкото по-дълго е махалото, независимо дали е струна, метален прът или тел, толкова по-бавно се люлее махалото. И обратно, колкото по-късо е махалото, толкова по-бърза е скоростта на люлеене. Това представлява абсолютен принцип, който винаги ще работи независимо от вида на дизайна. При дядовите часовници с дълги махала или часовниците с по-къси, скоростта на люлеене зависи от дължината на махалото.

Амплитудата се отнася до ъгъла на люлеене или колко назад се люлее махалото. Махалото в покой има ъгъл 0 градуса; издърпайте го по средата между почивка и успоредно на земята и имате ъгъл от 45 градуса. Стартирайте махало и вие определяте амплитудата. Експериментирайте с различни изходни точки и ще откриете, че амплитудата не влияе на скоростта на люлеене. Махалото ще отнеме същото време, за да се върне към началната си точка. Едно изключение включва много голям ъгъл, който надхвърля всякакви разумни люлки за часовник или друго устройство. В този случай скоростта на люлеене ще бъде повлияна, тъй като махалото върви по-бързо.

Един фактор, който не влияе върху скоростта на люлеене, е теглото на боба. Увеличете теглото на махалото и гравитацията просто дърпа по-силно, изравнявайте допълнителното тегло. Както посочва School for Champions, силата на гравитацията върху всеки падащ обект е еднаква, независимо от масата на обекта.

В реално приложение въздушното съпротивление влияе върху скоростта на люлеене. Всяко люлеене среща това съпротивление и то забавя люлеенето, въпреки че може да не е достатъчно, за да се забележи по време на едно люлеене. Триенето също забавя люлеенето. Ако махалото се люлее въз основа на инерция от първоначалното освобождаване, в крайна сметка то ще спре.

Скоростта на люлеене на махало се регулира, когато се постави в непосредствена близост до друго махало. Това явление се нарича симпатикова вибрация. Махалата предават движение и енергия напред-назад. Този трансфер в крайна сметка ще доведе до скоростта на люлеене на едното махало да бъде идентично с това на другото махало.