Hvad påvirker pendulets svinghastighed?

Et pendul er en simpel enhed sammensat af en vægt, der er ophængt på en snor, tråd, metal eller andet materiale, der svinger frem og tilbage. Pendler er blevet brugt i bedstefarure og lignende for at holde tid. Videnskabelige principper styrer, hvad der påvirker pendulets svinghastighed. Disse principper forudsiger, hvordan et pendul opfører sig ud fra dets funktioner.

TL; DR (for lang; Har ikke læst)

Tyngdekrafterne, pendulets masse, armens længde, friktion og luftmodstand påvirker alle svinghastigheden.

Træk et pendul tilbage, og slip det. Du kan lade pendulet svinge frem og tilbage alene, eller i tilfælde af et ur, få det til at svinge drevet af gearene. Uanset hvad påvirker princippet om periodisk bevægelse pendulet. Tyngdekraften trækker vægten eller boben ned, mens den svinger. Pendulet fungerer som en faldende krop, bevæger sig mod bevægelsescentret med en jævn hastighed og vender derefter tilbage.

Pendulets svinghastighed eller frekvens bestemmes af længden. Jo længere pendulet er, uanset om det er en snor, metalstang eller tråd, jo langsommere svinger pendulet. Omvendt jo kortere pendulet er, desto hurtigere er svinghastigheden. Dette repræsenterer et absolut princip, der altid fungerer uanset designtype. På bedstefarure med lange pendler eller ure med kortere afhænger svinghastigheden af ​​pendulets længde.

Amplitude refererer til svingningsvinklen, eller hvor langt tilbage pendulet svinger. Et hvilependul har en vinkel på 0 grader; træk det tilbage halvvejs mellem hvile og parallelt med jorden, og du har en vinkel på 45 grader. Start et pendul, og du bestemmer amplituden. Eksperimenter med forskellige udgangspunkt, og du opdager, at amplituden ikke påvirker svinghastigheden. Det tager pendulet den samme tid at vende tilbage til udgangspunktet. En undtagelse involverer en meget stor vinkel, en ud over ethvert rimeligt sving for et ur eller enhver anden enhed. I så fald påvirkes svinghastigheden, når pendulet går hurtigere.

En faktor, der ikke påvirker svinghastigheden, er bobens vægt. Øg vægten på pendulet, og tyngdekraften trækker bare hårdere, aften den ekstra vægt. Som School for Champions påpeger, er tyngdekraften på ethvert faldende objekt den samme uanset genstandens masse.

I den virkelige verden påvirker luftmodstand svinghastigheden. Hver sving møder den modstand, og det sænker svinget, selvom det måske ikke er nok til at blive bemærket under et sving. Friktion bremser også svingningen. Hvis pendulet svinger baseret på inerti fra den første frigivelse, til sidst, stopper det.

Svingningshastigheden for et pendul justeres, når det placeres tæt på et andet pendul. Dette fænomen kaldes sympatisk vibration. Pendulerne sender bevægelse og energi frem og tilbage. Denne overførsel vil til sidst medføre, at svinghastigheden for det ene pendul er identisk med det for det andet pendul.