Mi befolyásolja az inga lengési sebességét?

Az inga egyszerű eszköz, amely húrra, drótra, fémre vagy más előre-hátra lengő anyagra függesztett súlyból áll. Pendulákat alkalmaztak nagyapai órákban és hasonlókban, hogy időt takarítsanak meg. Tudományos elvek szabályozzák, hogy mi befolyásolja az inga lengési sebességét. Ezek az elvek megjósolják az inga viselkedését a jellemzői alapján.

TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)

A gravitációs erők, az inga tömege, a kar hossza, a súrlódás és a légellenállás mind befolyásolják a lengési sebességet.

Húzzon hátra egy ingát és engedje el. Hagyhatja, hogy az inga önmagában előre-hátra lendüljön, vagy óra esetén a fogaskerekek által működtetett lengést hajthatja végre. Akárhogy is, a periodikus mozgás elve befolyásolja az ingát. A gravitációs erő lendülve lehúzza a súlyt vagy bobot. Az inga zuhanó testként viselkedik, állandó sebességgel mozog a mozgás közepe felé, majd visszatér.

Az inga lengési sebességét vagy frekvenciáját a hossza határozza meg. Minél hosszabb az inga, legyen az zsinór, fémrúd vagy huzal, annál lassabban leng az inga. Ezzel szemben minél rövidebb az inga, annál gyorsabb a lengési sebesség. Ez egy abszolút elv, amely mindig működik, függetlenül a kivitel típusától. Hosszú inga vagy rövidebb óráknál a lengés sebessége az inga hosszától függ.

Az amplitúdó a lengésszögre vagy arra utal, hogy az inga mennyire hátrább mozog. A nyugalmi inga szöge 0 fok; húzza vissza félúton a pihenés és a talajjal párhuzamosan, és 45 fokos szöge van. Indítson inga, és meghatározza az amplitúdót. Kísérletezzen különböző kiindulási pontokkal, és rájön, hogy az amplitúdó nem befolyásolja a lengési sebességet. Az inga ugyanannyi időt vesz igénybe, hogy visszatérjen a kiindulópontjához. Az egyik kivétel nagyon nagy szöget foglal magában, amely túlmutat az óra és bármely más eszköz minden ésszerű forgatásán. Ebben az esetben a lengési sebességet befolyásolja, mivel az inga gyorsabban halad.

Az egyik tényező, amely nem befolyásolja a lengési sebességet, a bob súlya. Növelje az inga súlyát, és a gravitáció csak erősebben húzza ki, egyenlítve ki az extra súlyt. Amint a Bajnokok Iskolája rámutat, a leeső tárgyak gravitációs ereje ugyanaz, függetlenül a tárgy tömegétől.

Valójában a légellenállás befolyásolja a lengési sebességet. Minden hinta találkozik ezzel az ellenállással, és ez lelassítja a lendületet, bár lehet, hogy nem elég, hogy észrevehető legyen egy hinta alatt. A súrlódás is lelassítja a lendületet. Ha az inga a tehetetlenségen alapul, a kezdeti kioldástól kezdve végleg leáll.

Az inga lengési sebessége akkor módosul, ha egy másik inga közvetlen közelében helyezzük el. Ezt a jelenséget szimpatikus rezgésnek nevezzük. Az ingák oda-vissza adják a mozgást és az energiát. Ez az áthelyezés végül az egyik inga lengési sebességét meg fogja egyezni a másik inga sebességével.