Galileo Galilei (1564-1642) először azt tanulmányozta, hogy miért ingat az inga. Munkája megkezdte a mérések használatát az alapvető erők magyarázatához.
Christiaan Huygens az inga szabályosságának felhasználásával 1656-ban megalkotta az ingaórát, ami addig pontosságot nyújtott, amelyet addig nem sikerült elérni. Ez az új eszköz naponta 15 másodpercen belül pontos volt.
Sir Isaac Newton (1642-1727) felhasználta ezt a korai munkát, amikor kidolgozta a mozgás törvényeit. Newton munkája viszont későbbi fejlesztésekhez vezetett, például a földrengések mérésére szolgáló szeizmográfhoz.
Jellemzők
•••Ablestock.com/AbleStock.com/Getty Images
Az ingákkal megmutatható, hogy a Föld kerek. Az ingák megbízható mintával lengnek, és a láthatatlan gravitációs erővel működnek, amely a magasságtól függően változik. Ha az inga közvetlenül az Északi-sark felett helyezkedik el, úgy tűnik, hogy az inga mozgásmintája huszonnégy órás időkeretben megváltozik, de nem. A Föld forog, miközben az inga ugyanazon a mozgási síkon marad.
Az ingák felépítésének különböző módjai vannak, amelyek megváltoztatják a lengésmódjukat. Mégis, a működésük mögött álló alapvető fizika mindig ugyanaz marad.
Szerkezet
•••humonia / iStock / Getty Images
Egy egyszerű inga elkészíthető egy húrral és egy ponttal felakasztott súllyal. Más anyag használható a húrhoz, például rúd vagy huzal. A súly, amelyet bobnak hívnak, bármilyen súlyú lehet. Galilei két különböző súlyú ágyúgolyó ledobásával végzett kísérlete ezt szemlélteti. A különböző tömegű objektumok a gravitációs erő alatt azonos sebességgel gyorsulnak fel.
Funkció
•••cerae / iStock / Getty Images
Az inga mögött álló tudományt a gravitációs és tehetetlenségi erők magyarázzák.
A Föld gravitációja vonzza az ingát. Amikor az inga mozdulatlanul lóg, a huzal és a súly egyenes és 90 fokos szöget zár be a Földdel szemben, amikor a gravitáció a húrt és a súlyt a Földhöz húzza. A tehetetlenség miatt az inga nyugalomban marad, hacsak egy erő nem mozgatja.
Amikor a huzalt és a súlyt egyenes mozdulattal mozgatják, a súly és a huzal tehetetlenségi viszonyok között hat. Ez azt jelenti, hogy mivel az inga most mozgásban van, folyamatosan mozog, hacsak nincs olyan erő, amely megállásáért hat.
A gravitáció az ingán mozogás közben működik. A mozgó erő kisebb lesz, amikor a gravitációs erő hat az ingára. Az inga lelassul, majd visszatér a kiindulási ponthoz. Ez az előre-hátra mozgó erő mindaddig folytatódik, amíg a mozgást elindító erő nem lesz erősebb a gravitációnál, majd az inga ismét nyugalomban van.
A gravitáció nem húzza vissza az ingát, hogy ugyanazon az úton haladjon vissza a kezdőponthoz. A gravitációs erő lehúzza az ingát a Föld felé.
Más erők szemben állnak a mozgó inga erejével. Ezek az erők a légellenállás (súrlódás a levegőben), a légköri nyomás (a tengeren lévő légkör) szint, amely nagyobb magasságokban csökken) és a súrlódás azon a ponton, ahol a huzal teteje van csatlakoztatva.
Megfontolások
•••stuartmiles99 / iStock / Getty Images
Newton 1667-ben, a Principia Mathematica cikkében írta, hogy a Föld ellipszisének köszönhetően a gravitáció különböző mértékű hatást gyakorol különböző szélességeken.
Tévhitek
•••ernstboese / iStock / Getty Images
Amikor az ingát tanulmányozta, Galileo felfedezte, hogy az rendszeresen lendülni fog. Korának nevezett lengését meg lehetett mérni. A vezeték hossza általában nem változtatta meg az inga periódusát.
Később azonban, amikor olyan mechanikus eszközöket fejlesztettek ki, mint például az ingaóra, kiderült, hogy az inga hossza valóban megváltoztatja az időszakot. A hőmérséklet-változások a rúd hosszának enyhe változását eredményezik, amelynek eredménye az időszak változása.