Wat beïnvloedt de zwaaisnelheid van een slinger?

Een slinger is een eenvoudig apparaat dat bestaat uit een gewicht opgehangen aan een touw, draad, metaal of ander materiaal dat heen en weer zwaait. Slingers zijn gebruikt in staande klokken en dergelijke om de tijd bij te houden. Wetenschappelijke principes bepalen wat de slingersnelheid van de slinger beïnvloedt. Deze principes voorspellen hoe een slinger zich gedraagt ​​op basis van zijn kenmerken.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

De zwaartekracht, de massa van de slinger, de lengte van de arm, wrijving en luchtweerstand hebben allemaal invloed op de zwaaisnelheid.

Trek een slinger terug en laat hem los. Je kunt de slinger alleen heen en weer laten zwaaien, of in het geval van een klok, aangedreven door de tandwielen. Hoe dan ook, het principe van periodieke beweging heeft invloed op de slinger. De zwaartekracht trekt het gewicht, of bob, naar beneden terwijl het zwaait. De slinger werkt als een vallend lichaam, beweegt met een constante snelheid naar het bewegingscentrum en keert dan terug.

De zwaaisnelheid, of frequentie, van de slinger wordt bepaald door zijn lengte. Hoe langer de slinger, of het nu een snaar, metalen staaf of draad is, hoe langzamer de slinger zwaait. Omgekeerd, hoe korter de slinger, hoe sneller de swing rate. Dit vertegenwoordigt een absoluut principe dat altijd zal werken, ongeacht het type ontwerp. Bij staande klokken met lange slingers of klokken met kortere, hangt de slagsnelheid af van de lengte van de slinger.

Amplitude verwijst naar de zwaaihoek, of hoe ver de slinger terugzwaait. Een rustslinger heeft een hoek van 0 graden; trek hem halverwege terug en evenwijdig aan de grond en je hebt een hoek van 45 graden. Start een slinger en je bepaalt de amplitude. Experimenteer met verschillende uitgangspunten en je ontdekt dat de amplitude geen invloed heeft op de swing rate. De slinger heeft dezelfde tijd nodig om terug te keren naar het beginpunt. Een uitzondering betreft een zeer grote hoek, een die verder gaat dan elke redelijke zwaai voor een klok of een ander apparaat. In dat geval wordt de zwaaisnelheid beïnvloed naarmate de slinger sneller gaat.

Een factor die de swingsnelheid niet beïnvloedt, is het gewicht van de bob. Verhoog het gewicht op de slinger en de zwaartekracht trekt gewoon harder, waardoor het extra gewicht gelijk wordt. Zoals School for Champions aangeeft, is de zwaartekracht op elk vallend object hetzelfde, ongeacht de massa van het object.

In een praktijktoepassing heeft luchtweerstand invloed op de zwaaisnelheid. Elke zwaai ondervindt die weerstand en het vertraagt ​​de zwaai, hoewel het misschien niet genoeg is om tijdens één zwaai merkbaar te zijn. Wrijving vertraagt ​​ook de zwaai. Als de slinger zwaait op basis van traagheid vanaf de eerste release, zal deze uiteindelijk tot stilstand komen.

De zwaaisnelheid van een slinger past zich aan wanneer deze in de buurt van een andere slinger wordt geplaatst. Dit fenomeen wordt sympathische vibratie genoemd. De slingers geven beweging en energie heen en weer. Deze overdracht zal er uiteindelijk voor zorgen dat de zwaaisnelheid van de ene slinger identiek is aan die van de andere slinger.