מהם חלקי המטוטלת?

מטוטלת מורכבת ממספר מרכיבים בלבד כולל אורך חוט או חוט, בוב או סוג של משקל ונקודה קבועה. בעזרתם ניתן להוכיח שכוכב הלכת מסתובב על ציר. המטוטלת היא מכשיר פופולרי המשמש בשעונים ושעונים.

מסורתית מוגדרת מטוטלת כאובייקט שתלוי מנקודה קבועה אחת. כאשר האובייקט יוצא לדרך, הוא חופשי להתנדנד תחת כוחות הכבידה והאינרציה. ניתן להכין מטוטלת מאורך כבל או חוט עם קצה אחד של משקל מסוים; הקצה השני מחובר לנקודה קבועה.

ככל שהחוט המשמש ליצירת מטוטלת זמן רב יותר, כך ייקח זמן רב יותר עבור המטוטלת להשלים תנופה או "מחזור" מלא לאחר שהופעל לתנועה. למשקל הבוב בדרך כלל אין השפעה מועטה על תנועת המטוטלת. הנקודה שאליה נקבעת המטוטלת חייבת לאפשר תנועת נוזלים. כדי להילחם בכוח ההתנגדות האווירית מעצירת מטוטלת שהופעלה בתנועה משתמשים בצווארוני ברזל אלקטרומגנטיים. הם מושכים את החוט ומופעלים ונכבים אוטומטית.

בעצם ישנם שלושה כוחות הפועלים על מטוטלת כאשר היא מופעלת. כוחות אלה הם אינרציה, כוח המשיכה והתנגדות האוויר. אינרציה היא הכוח שגורם למטוטלת להתנדנד החוצה לכיוון נתון. כאשר מטוטלת יוצאת לדרך, האינרציה שומרת עליה בתנועה. כוח המשיכה הוא הכוח שמושך את המטוטלת לאחור מכיוון שאינרציה לוקחת אותה. עמידות באוויר היא הכוח שגורם למטוטלת להתנדנד קדימה ואחורה בקשתות קצרות וקצרות יותר. זה בעצם הכוח שבסופו של דבר ימנע מתנוד של מטוטלת.

מטוטלים משמשים בחלקי זמן מכיוון שהתנודתיות העקבית שלהם יכולה לשמור על זמן מדויק. את הכנפיים על מטוטלות השעון ניתן לכוונן כך שהשעון יעבור מהר יותר או לאט יותר. לפעמים, שעון עשוי לדרוש מספר התאמות לפני שהוא יכול להיחשב מדויק.

ניתן להשתמש ברעיון המטוטלת כדי להוכיח שכדור הארץ מסתובב על ציר. בשנת 1851 הוכיח ז'אן ברנרד ליאון פוקו כי מישור התנודה על מטוטלת באורך של 220 מטר שהוצעה לתנועה מסתובבת בכ -270 מעלות בתוך 24 שעות. תצפית זו יכולה להוכיח שכדור הארץ מסתובב על ציר.