Galileo Galilei (1564-1642) studerede først, hvorfor et pendul svinger. Hans arbejde var starten på brugen af målinger til at forklare grundlæggende kræfter.
Christiaan Huygens benyttede sig af pendulets regelmæssighed til at konstruere penduluret i 1656, hvilket gav en nøjagtighed, der indtil da ikke var 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 bevægelseslove. Newtons arbejde førte igen til senere udvikling som seismograf til måling af jordskælv.
Funktioner
•••Ablestock.com/AbleStock.com/Getty Images
Pendler kan bruges til at vise, at Jorden er rund. Pendler svinger med et pålideligt mønster og fungerer med den usynlige tyngdekraft, som varierer afhængigt af højden. Hvis pendulet er direkte over Nordpolen, ser pendulets bevægelsesmønster ud til at ændre sig i en 24 timers tidsramme, men det gør det ikke. Jorden roterer, mens pendulet forbliver i samme bevægelsesplan.
Der er forskellige måder at konstruere pendler på, der ændrer den måde, de svinger på. Alligevel forbliver den grundlæggende fysik bag, hvordan de fungerer, altid den samme.
Struktur
•••humonia / iStock / Getty Images
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 tråd. Vægten, der kaldes en bob, kan have en hvilken som helst vægt. Galileos eksperiment med at droppe to kanonkugler med forskellige vægte illustrerer dette. Objekter med forskellig masse accelererer under tyngdekraften i samme hastighed.
Fungere
•••cerae / iStock / Getty Images
Videnskaben bag pendulet forklares gennem tyngdekraft og inerti.
Jordens tyngdekraft tiltrækker pendulet. Når pendulet hænger stille, er ledningen og vægten lige og i en 90-graders vinkel i forhold til Jorden, da tyngdekraften trækker snoren og vægten til Jorden. Inerti får pendulet til at hvile, medmindre en kraft får det til at bevæge sig.
Når ledningen og vægten bevæges i en lige bevægelse, virker vægten og ledningen under inerti. Dette betyder, at da pendulet nu er i bevægelse, bevæger det sig, medmindre der er en kraft, der virker for at få det til at stoppe.
Tyngdekraften arbejder på pendulet, mens det bevæger sig. Den bevægende kraft bliver mindre, når tyngdekraften virker på pendulet. Pendulet sænkes og vender derefter tilbage til startpunktet. Denne svingende frem og tilbage-kraft fortsætter, indtil den kraft, der startede bevægelsen, ikke er stærkere end tyngdekraften, og derefter er pendulet i ro igen.
Tyngdekraften trækker ikke pendulet tilbage for at vende tilbage til startpunktet langs den samme sti. Tyngdekraften trækker pendulet ned mod Jorden.
Andre kræfter handler i modsætning til kraften i det bevægelige pendul. Disse kræfter er luftmodstand (friktion i luften), atmosfærisk tryk (en atmosfære til søs niveau, der mindskes ved højere højder) og friktion på det punkt, hvor toppen af ledningen er tilsluttet.
Overvejelser
•••stuartmiles99 / iStock / Getty Images
Newton skrev i 1667 i Principia Mathematica, at på grund af at jorden var elliptisk udøver tyngdekraften et andet niveau af indflydelse på forskellige breddegrader.
Misforståelser
•••ernstboese / iStock / Getty Images
Da han studerede pendulet, opdagede Galileo, at det ville svinge regelmæssigt. Dens sving, kaldet sin periode, kunne måles. Trådens længde ændrede generelt ikke pendulets periode.
Men senere, da mekaniske apparater blev udviklet, såsom penduluret, blev det fundet, at længden af pendulet ændrer perioden. Temperaturændringer resulterer i en lille ændring i stangens længde, hvilket resulterer i en ændring i perioden.