Mikä vaikuttaa heilurin heilumisnopeuteen?

Heiluri on yksinkertainen laite, joka koostuu painosta, joka on ripustettu naruun, vaijeriin, metalliin tai muuhun edestakaisin heiluttavaan materiaaliin. Heilureita on käytetty isoisän kelloissa ja vastaavissa ajan pitämiseksi. Tieteelliset periaatteet ohjaavat sitä, mikä vaikuttaa heilurin heilumisnopeuteen. Nämä periaatteet ennustavat heilurin käyttäytymistä sen ominaisuuksien perusteella.

TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)

Painovoimat, heilurin massa, varren pituus, kitka ja ilmavastus vaikuttavat kaikki heilumisnopeuteen.

Vedä heiluri taaksepäin ja vapauta se. Voit antaa heilurin heilua edestakaisin itsestään, tai kellon tapauksessa, anna sen heilahtaa vaihteiden avulla. Kummassakin tapauksessa jaksollisen liikkeen periaate vaikuttaa heiluriin. Painovoima vetää painon eli bobin alas heilahtelun aikana. Heiluri toimii kuin putoava runko, joka liikkuu kohti liikkeen keskipistettä tasaisella nopeudella ja palaa sitten takaisin.

Heilurin heilumisnopeus tai taajuus määräytyy sen pituuden mukaan. Mitä pidempi heiluri, olipa kyseessä sitten naru, metallitanko tai lanka, sitä hitaammin heiluri heilahtaa. Päinvastoin mitä lyhyempi heiluri, sitä nopeampi heilumisnopeus. Tämä edustaa ehdotonta periaatetta, joka toimii aina suunnittelutyypistä riippumatta. Vanhempien kellojen, joissa on pitkät heilurit, tai lyhyempien kellojen kääntönopeus riippuu heilurin pituudesta.

Amplitudi viittaa kääntökulmaan tai heilurin taaksepäin taaksepäin. Lepo-heilurin kulma on 0 astetta; vedä se taaksepäin lepotilan ja maanpinnan suuntaisesti ja sinulla on 45 asteen kulma. Käynnistä heiluri ja määrität amplitudin. Kokeile eri lähtöpisteitä ja huomaat, että amplitudi ei vaikuta heilumisnopeuteen. Heilurilla paluu lähtöpisteeseen kestää yhtä paljon aikaa. Yksi poikkeus sisältää erittäin suuren kulman, joka on kohtuullisen kellon tai muun laitteen kääntämisen ulkopuolella. Siinä tapauksessa heilumisnopeus vaikuttaa, kun heiluri menee nopeammin.

Yksi tekijä, joka ei vaikuta heilumisnopeuteen, on bobin paino. Lisää heilurin painoa ja painovoima vetää vain kovemmin, tasoittamalla ylimääräisen painon. Kuten School for Champions huomauttaa, painovoima mihin tahansa putoavaan esineeseen on sama riippumatta kohteen massasta.

Todellisessa sovelluksessa ilmanvastus vaikuttaa swing-nopeuteen. Jokainen keinu kohtaa tuon vastuksen ja hidastaa heilumista, vaikka se ei välttämättä riitä olemaan havaittavissa yhden heilunnan aikana. Kitka myös hidastaa vauhtia. Jos heiluri heilahtaa inertian perusteella alkuperäisestä vapautuksesta, se lopulta pysähtyy.

Heilurin kääntymisnopeus säätyy, kun se asetetaan toisen heilurin läheisyyteen. Tätä ilmiötä kutsutaan sympaattiseksi tärinäksi. Heilurit kuljettavat liikettä ja energiaa edestakaisin. Tämä siirto aiheuttaa lopulta yhden heilurin kääntymisnopeuden identtiseksi toisen heilurin kanssa.