Galileo Galilei (1564-1642) studerte først hvorfor en pendel svinger. Hans arbeid var starten på bruk av målinger for å forklare grunnleggende krefter.
Christiaan Huygens benyttet seg av regelmessigheten til pendelen for å konstruere pendeluret i 1656, noe som ga en nøyaktighet som frem til da ikke hadde blitt oppnådd. Denne nye enheten var nøyaktig innen 15 sekunder om dagen.
Sir Isaac Newton (1642-1727) benyttet seg av dette tidlige arbeidet da han utviklet bevegelseslovene. Newtons arbeid førte igjen til senere utvikling som seismografen for måling av jordskjelv.
Funksjoner
•••Ablestock.com/AbleStock.com/Getty Images
Pendler kan brukes til å vise at jorden er rund. Pendler svinger med et pålitelig mønster og fungerer med den usynlige tyngdekraften, som varierer avhengig av høyde. Hvis pendelen er rett over Nordpolen, ser det ut til at pendelens bevegelsesmønster endrer seg i en 24-timers tidsramme, men det gjør det ikke. Jorden roterer mens pendelen holder seg i samme bevegelsesplan.
Det er forskjellige måter å konstruere pendler på som endrer måten de svinger på. Likevel forblir den grunnleggende fysikken bak hvordan de fungerer alltid den samme.
Struktur
•••humonia / iStock / Getty Images
En enkel pendel kan lages med en streng og en vekt hengt fra et enkelt punkt. Annet materiale kan brukes til strengen, for eksempel en stang eller ledning. Vekten, som kalles bob, kan være av hvilken som helst vekt. Galileos eksperiment med å slippe to kanonkuler med forskjellige vekter illustrerer dette. Objekter med forskjellig masse akselererer under tyngdekraften i samme hastighet.
Funksjon
•••cerae / iStock / Getty Images
Vitenskapen bak pendelen forklares gjennom tyngdekraftene og treghetskreftene.
Jordens tyngdekraft tiltrekker seg pendelen. Når pendelen henger stille, er ledningen og vekten rett og i en 90-graders vinkel mot jorden når tyngdekraften trekker snoren og vekten til jorden. Treghet får pendelen til å hvile med mindre en kraft får den til å bevege seg.
Når ledningen og vekten beveges i rett bevegelse, virker vekten og ledningen under treghet. Dette betyr at siden pendelen nå er i bevegelse, fortsetter den å bevege seg, med mindre det er en kraft som virker for å få den til å stoppe.
Tyngdekraften fungerer på pendelen mens den beveger seg. Den bevegelige kraften blir mindre ettersom tyngdekraften virker på pendelen. Pendelen avtar og går deretter tilbake til startpunktet. Denne svingende frem og tilbake kraften fortsetter til kraften som startet bevegelsen ikke er sterkere enn tyngdekraften, og da er pendelen i ro igjen.
Tyngdekraften trekker ikke pendelen tilbake for å gå tilbake til startpunktet på samme vei. Tyngdekraften trekker pendelen ned mot jorden.
Andre krefter virker i opposisjon til kraften i den bevegelige pendelen. Disse kreftene er luftmotstand (friksjon i luften), atmosfærisk trykk (en atmosfære til sjøs nivå, som reduseres ved høyere høyder) og friksjon på det punktet hvor toppen av ledningen er tilkoblet.
Hensyn
•••stuartmiles99 / iStock / Getty Images
Newton skrev i 1667, i Principia Mathematica, at på grunn av at jorden var elliptisk, utøver tyngdekraften et annet nivå av innflytelse på forskjellige breddegrader.
Misforståelser
•••ernstboese / iStock / Getty Images
Da han studerte pendelen, oppdaget Galileo at den ville svinge med jevne mellomrom. Svingningen, kalt sin periode, kunne måles. Lengden på ledningen generelt endret ikke pendulens periode.
Senere, da mekaniske innretninger ble utviklet, slik som pendelklokken, ble det imidlertid funnet at lengden på pendelen endrer perioden. Temperaturendringer resulterer i en liten endring i stangens lengde, og resultatet er en endring i perioden.
