Jaki jest cel wahadła?

Wahadło, wywodzące się od łacińskiego słowa „wahadło”, oznaczające „wiszące”, jest ciałem zwisającym ze stałego punktu, który po pociągnięciu do tyłu i zwolnieniu kołysze się do przodu i do tyłu. Jest to pierwszy bezpośredni dowód wizualny pokazujący ruch obrotowy Ziemi, który nie jest oparty na obserwowaniu kręgów gwiazd na niebie. Prawie każde większe muzeum nauki ma wahadło, które można zobaczyć w ruchu.

Włoski fizyk i astronom Galileo Galilei odkrył zasadę oscylacyjnego ruchu wahadła. Wahadło odkrył w 1581 roku. W swoich eksperymentach Galilei ustalił, że czas potrzebny na ruch wahadła o określonej długości w przód iw tył pozostaje taki sam, nawet jeśli zmniejsza się jego łuk lub amplituda. Poprzez wahadło Galilei odkrył izochronizmy, najważniejsze cechy wahadła, które czynią je użytecznymi w mierzeniu czasu.

Wahadła działają na różne siły. Bezwładność wahadła – opór obiektu fizycznego – powoduje, że wahadło wychyla się prosto i do góry. Siła grawitacji skierowana w dół, która powoduje, że dwa obiekty przyciągają się do siebie, ciągnie wahadło prosto do tyłu. Inna siła, opór powietrza, który określa prędkość wahadła, powoduje wahanie wahadła na krótszych łukach.

Tak zwane wahadło proste składa się z masy lub ciężarka zwanego bobem, zwisającego ze sznurka lub kabla o określonej długości i zamocowanego w punkcie obrotu. Po przesunięciu z pozycji wyjściowej do początkowego kąta i zwolnieniu wahadło porusza się swobodnie w przód iw tył z okresowym ruchem. Wszystkie proste wahadła powinny mieć taki sam okres, który jest czasem jednego pełnego cyklu wymachu w lewo i w prawo, niezależnie od ich początkowego kąta.

Różne rodzaje wahadeł obejmują wahadło bifilarne, wahadło Foucaulta i wahadło skrętne. Wahadło bifilarne zostało użyte do rejestracji nieregularnego obrotu Ziemi, a także do wykrywania trzęsień ziemi. Wahadło Foucaulta, które wynalazł francuski fizyk Leon Foucault, służy do demonstrowania ruchu obrotowego Ziemi. Wahadło skrętne, chociaż nie jest to dokładnie wahadło, ponieważ nie oscyluje z powodu siły grawitacji, jest często używane do celów pomiaru czasu, takich jak regulacja ruchu zegarów.