Koks švytuoklės tikslas?

Švytuoklė, kilusi iš lotyniško žodžio „pendulus“, reiškiančio „pakibimą“, yra kūnas, kuris kabo nuo fiksuoto taško, kurį atitraukus ir paleidus, jis sukasi pirmyn ir atgal. Tai yra pirmasis tiesioginis vaizdinis įrodymas, rodantis žemės sukimąsi, kuris nėra pagrįstas žvaigždžių apskritimo danguje stebėjimu. Beveik kiekviename didesniame mokslo muziejuje yra švytuoklė, kurią galite pamatyti judėdami.

Italų fizikas ir astronomas Galileo Galilei atrado švytuoklės svyruojančio judėjimo principą. Švytuoklę jis atrado 1581 m. Savo eksperimentuose Galilėjus nustatė, kad laikas, kurio reikia tam tikro ilgio švytuoklės judėjimui pirmyn ir atgal, išlieka toks pats, net jei jos lankas arba amplitudė mažėja. Per švytuoklę Galilėjus atrado izochronizmus, svarbiausias švytuoklės savybes, dėl kurių jie gali būti naudingi matuojant laiką.

Švytuoklės veikia skirtingas jėgas. Švytuoklės inercija - fizinio objekto pasipriešinimas - verčia švytuoklę suktis tiesiai ir aukštyn. Gravitacijos jėga žemyn, kuri yra jėga, dėl kurios du objektai traukiasi vienas į kitą, traukia švytuoklę tiesiai atgal. Kita jėga - oro pasipriešinimas, lemiantis švytuoklės greitį, priverčia švytuoklę pasisukti trumpesniais lankais.

Vadinamoji paprasta švytuoklė susideda iš tam tikro ilgio masės arba svorio, vadinamo bobu, kabančio nuo stygos ar kabelio ir pritvirtinto sukimo taške. Perkeltas iš pradinės padėties į pradinį kampą ir atleistas, švytuoklė periodiškai judėdamas laisvai siūbuoja pirmyn ir atgal. Visų paprastų švytuoklių laikotarpis turėtų būti vienodas - tai yra viso kairio ir dešiniojo sūpynių ciklo laikas, neatsižvelgiant į jų pradinį kampą.

Skirtingos švytuoklių rūšys yra bifilarinė, Foucault ir sukimo švytuoklė. Dvipusė švytuoklė buvo naudojama užregistruoti netaisyklingą žemės sukimąsi ir aptikti žemės drebėjimus. Fuko švytuoklė, kurią išrado prancūzų fizikas Leonas Foucault, yra naudojama žemės sukimui demonstruoti. Torsioninė švytuoklė, nors ir ne griežtai švytuoklė, nes ji nesvyruoja dėl sunkio jėgos, dažnai naudojama laiko laikymo tikslais, pavyzdžiui, reguliuojant laikrodžių judėjimą.