Ένα εκκρεμές είναι μια απλή συσκευή που αποτελείται από ένα βάρος που κρέμεται από ένα κορδόνι, σύρμα, μέταλλο ή άλλο υλικό που περιστρέφεται μπρος-πίσω. Τα εκκρεμή έχουν χρησιμοποιηθεί σε ρολόγια παππούδων και παρόμοια για να κρατήσουν χρόνο. Οι επιστημονικές αρχές διέπουν τι επηρεάζει το ρυθμό ταλάντευσης του εκκρεμούς. Αυτές οι αρχές προβλέπουν πώς συμπεριφέρεται ένα εκκρεμές με βάση τα χαρακτηριστικά του.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Οι δυνάμεις της βαρύτητας, η μάζα του εκκρεμούς, το μήκος του βραχίονα, η τριβή και η αντίσταση στον αέρα επηρεάζουν το ρυθμό ταλάντευσης.
Κίνηση
Τραβήξτε ένα εκκρεμές και αφήστε το. Μπορείτε να αφήσετε το εκκρεμές να ταλαντεύεται εμπρός και πίσω, ή στην περίπτωση ενός ρολογιού, να το κουνάει από τα γρανάζια. Σε κάθε περίπτωση, η αρχή της περιοδικής κίνησης επηρεάζει το εκκρεμές. Η δύναμη της βαρύτητας τραβά το βάρος, ή το bob, κάτω καθώς κινείται. Το εκκρεμές ενεργεί σαν πτώση του σώματος, κινείται προς το κέντρο της κίνησης με σταθερό ρυθμό και μετά επιστρέφει.
Μήκος
Ο ρυθμός ταλάντευσης ή συχνότητα του εκκρεμούς καθορίζεται από το μήκος του. Όσο μεγαλύτερο είναι το εκκρεμές, είτε πρόκειται για κορδόνι, μεταλλική ράβδο ή σύρμα, τόσο πιο αργά ταλαντεύεται το εκκρεμές. Αντιστρόφως, όσο μικρότερο είναι το εκκρεμές τόσο γρηγορότερα είναι ο ρυθμός ταλάντευσης. Αυτό αντιπροσωπεύει μια απόλυτη αρχή που θα λειτουργεί πάντα ανεξάρτητα από τον τύπο του σχεδιασμού. Σε ρολόγια παππού με μεγάλα εκκρεμή ή ρολόγια με μικρότερα, ο ρυθμός ταλάντευσης εξαρτάται από το μήκος του εκκρεμούς.
Εύρος
Το πλάτος αναφέρεται στη γωνία της ταλάντευσης ή στο πόσο πίσω ταλαντεύεται το εκκρεμές. Ένα εκκρεμές ηρεμίας έχει γωνία 0 μοίρες. τραβήξτε το πίσω στη μέση ανάμεσα σε ηρεμία και παράλληλα με το έδαφος και έχετε γωνία 45 μοιρών Ξεκινήστε ένα εκκρεμές και καθορίζετε το πλάτος. Πειραματιστείτε με διαφορετικά σημεία εκκίνησης και ανακαλύπτετε ότι το πλάτος δεν επηρεάζει τον ρυθμό ταλάντευσης. Θα χρειαστεί το ίδιο εκκρεμές για να επιστρέψει στο σημείο εκκίνησης. Μία εξαίρεση περιλαμβάνει μια πολύ μεγάλη γωνία, μία πέρα από κάθε λογική ταλάντευση για ένα ρολόι ή οποιαδήποτε άλλη συσκευή. Σε αυτήν την περίπτωση ο ρυθμός ταλάντευσης θα επηρεαστεί καθώς το εκκρεμές πηγαίνει πιο γρήγορα.
Μάζα
Ένας παράγοντας που δεν επηρεάζει το ρυθμό swing είναι το βάρος του bob. Αυξήστε το βάρος στο εκκρεμές και η βαρύτητα τραβά πιο σκληρά, βράδυ το επιπλέον βάρος. Όπως επισημαίνει το School for Champions, η δύναμη της βαρύτητας σε οποιοδήποτε αντικείμενο πέφτει είναι η ίδια ανεξάρτητα από τη μάζα του αντικειμένου.
Αντοχή στον αέρα / τριβή
Σε μια πραγματική εφαρμογή, η αντίσταση στον αέρα επηρεάζει το ρυθμό ταλάντευσης. Κάθε ταλάντευση αντιμετωπίζει αυτήν την αντίσταση και επιβραδύνει την ταλάντευση, αν και μπορεί να μην είναι αρκετή για να είναι αισθητή κατά τη διάρκεια μιας ταλάντευσης. Η τριβή επιβραδύνει επίσης την κούνια. Εάν το εκκρεμές αιωρείται με βάση την αδράνεια από την αρχική απελευθέρωση, τελικά θα σταματήσει.
Συμπαθητική δόνηση
Ο ρυθμός ταλάντευσης ενός εκκρεμούς προσαρμόζεται όταν τοποθετείται πολύ κοντά σε ένα άλλο εκκρεμές. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται συμπαθητική δόνηση. Τα εκκρεμή περνούν κίνηση και ενέργεια μπρος-πίσω. Αυτή η μεταφορά θα προκαλέσει τελικά τον ρυθμό ταλάντευσης ενός εκκρεμούς να είναι ίδιος με αυτόν του άλλου εκκρεμούς.