Co wpływa na szybkość wychylenia wahadła?

Wahadło to proste urządzenie składające się z ciężarka zawieszonego na sznurku, drucie, metalu lub innym materiale, który kołysze się w przód iw tył. Wahadła były używane w zegarach dziadków i tym podobnych, aby zachować czas. Zasady naukowe określają, co wpływa na szybkość wychylenia wahadła. Zasady te przewidują zachowanie wahadła na podstawie jego cech.

TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)

Siły grawitacji, masa wahadła, długość ramienia, tarcie i opór powietrza wpływają na szybkość wymachu.

Odciągnij wahadło do tyłu i zwolnij je. Możesz pozwolić, aby wahadło kołysało się samoczynnie w przód iw tył, lub w przypadku zegara, aby kołysał się napędzany przez koła zębate. Tak czy inaczej zasada ruchu okresowego wpływa na wahadło. Siła grawitacji ściąga ciężarek w dół, gdy się kołysze. Wahadło działa jak spadające ciało, poruszające się w kierunku środka ruchu ze stałą prędkością, a następnie powracające.

Szybkość wahań lub częstotliwość wahadła zależy od jego długości. Im dłuższe wahadło, czy to sznurek, metalowy pręt czy drut, tym wolniej się waha. I odwrotnie, im krótsze wahadło, tym szybsze tempo wahania. Jest to absolutna zasada, która zawsze będzie działać bez względu na rodzaj projektu. W zegarach „dziadków” z długimi wahadłami lub zegarach z krótszymi wahadłami, szybkość wychylenia zależy od długości wahadła.

Amplituda odnosi się do kąta wychylenia lub jak daleko do tyłu waha się wahadło. Wahadło spoczynkowe ma kąt 0 stopni; odciągnij go do połowy między spoczynkiem i równolegle do podłoża, a uzyskasz kąt 45 stopni. Uruchom wahadło i określ amplitudę. Poeksperymentuj z różnymi punktami początkowymi, a odkryjesz, że amplituda nie wpływa na szybkość wymachu. Tyle samo czasu zajmie wahadle powrót do punktu początkowego. Jeden wyjątek dotyczy bardzo dużego kąta, przekraczającego wszelkie rozsądne wahania zegara lub innego urządzenia. W takim przypadku prędkość wahań zostanie zmieniona, ponieważ wahadło będzie się poruszać szybciej.

Jednym z czynników, który nie wpływa na szybkość wymachu, jest waga boba. Zwiększ ciężar na wahadle, a grawitacja po prostu ciągnie mocniej, wyrównując dodatkowy ciężar. Jak wskazuje School for Champions, siła grawitacji na spadający obiekt jest taka sama, niezależnie od masy obiektu.

W rzeczywistych zastosowaniach opór powietrza wpływa na szybkość wymachu. Każdy zamach napotyka ten opór i spowalnia zamach, chociaż może nie wystarczyć, aby był zauważalny podczas jednego zamachu. Tarcie również spowalnia huśtawkę. Jeśli wahadło kołysze się w oparciu o bezwładność od początkowego uwolnienia, w końcu się zatrzyma.

Tempo wychylenia wahadła dostosowuje się po umieszczeniu w bliskiej odległości od innego wahadła. Zjawisko to nazywa się wibracją współczulną. Wahadła przekazują ruch i energię tam iz powrotem. Przeniesienie to w końcu spowoduje, że tempo wychylenia jednego wahadła będzie identyczne z drugim.