Galileo Galilei (1564-1642) önce bir sarkacın neden sallandığını araştırdı. Çalışmaları, temel kuvvetleri açıklamak için ölçümlerin kullanımının başlangıcıydı.
Christiaan Huygens, 1656'da sarkaçlı saati inşa etmek için sarkacın düzenliliğinden yararlandı ve bu, o zamana kadar elde edilmemiş bir doğruluk sağladı. Bu yeni cihaz, günde 15 saniye hassasiyetindeydi.
Sir Isaac Newton (1642-1727), hareket yasalarını geliştirirken bu erken çalışmadan yararlandı. Newton'un çalışması, depremleri ölçmek için sismograf gibi sonraki gelişmelere yol açtı.
Özellikleri
•••Ablestock.com/AbleStock.com/Getty Images
Sarkaçlar Dünya'nın yuvarlak olduğunu göstermek için kullanılabilir. Sarkaçlar güvenilir bir desenle sallanır ve irtifaya bağlı olarak değişen görünmez yerçekimi kuvvetiyle çalışır. Sarkaç doğrudan Kuzey Kutbu üzerindeyse, sarkacın hareket düzeni yirmi dört saatlik bir zaman diliminde değişiyor gibi görünür, ancak değişmez. Sarkaç aynı hareket düzleminde kalırken Dünya döner.
Sallanma şeklini değiştiren sarkaçlar yapmanın farklı yolları vardır. Yine de, nasıl çalıştıklarının arkasındaki temel fizik her zaman aynı kalır.
yapı
•••humonia/iStock/Getty Images
Bir ip ve tek bir noktadan asılan bir ağırlıkla basit bir sarkaç yapılabilir. İp için çubuk veya tel gibi başka malzemeler kullanılabilir. Bob adı verilen ağırlık herhangi bir ağırlıkta olabilir. Galileo'nun farklı ağırlıktaki iki top mermisini düşürme deneyi bunu gösteriyor. Farklı kütleye sahip nesneler, yerçekimi kuvveti altında aynı oranda hızlanır.
fonksiyon
•••cerae/iStock/Getty Images
Sarkaçın arkasındaki bilim, yerçekimi ve atalet kuvvetleriyle açıklanır.
Dünyanın yerçekimi sarkacı çeker. Sarkaç hareketsiz dururken, yerçekimi ipi ve ağırlığı Dünya'ya çekerken, tel ve ağırlık düzdür ve Dünya'ya 90 derecelik bir açıdadır. Eylemsizlik, bir kuvvet onu hareket ettirmedikçe sarkacın hareketsiz kalmasına neden olur.
Tel ve ağırlık düz bir hareketle hareket ettirildiğinde, ağırlık ve tel atalet altında hareket eder. Bu, sarkaç şu anda hareket halinde olduğundan, onu durduracak bir kuvvet olmadıkça hareket etmeye devam ettiği anlamına gelir.
Sarkaç hareket halindeyken yerçekimi onun üzerinde çalışır. Yerçekimi kuvveti sarkaç üzerine etki ettikçe hareket kuvveti azalır. Sarkaç yavaşlar ve ardından başlangıç noktasına döner. Bu ileri geri sallanma kuvveti, hareketi başlatan kuvvet yerçekiminden daha güçlü olmayana kadar devam eder ve sonra sarkaç tekrar durur.
Yerçekimi, aynı yol boyunca başlangıç noktasına dönmek için sarkacı geri çekmez. Yerçekimi kuvveti sarkacı Dünya'ya doğru çekiyor.
Diğer kuvvetler, hareketli sarkacın kuvvetine karşı hareket eder. Bu kuvvetler, hava direnci (havadaki sürtünme), atmosferik basınç (deniz daha yüksek irtifalarda azalan seviye) ve telin üst kısmının olduğu noktada sürtünme bağlı.
Hususlar
•••stuartmiles99/iStock/Getty Images
Newton 1667'de Principia Mathematica'da, Dünya'nın eliptik olması nedeniyle yerçekiminin farklı enlemlerde farklı bir etki düzeyi uyguladığını yazdı.
kavram yanılgıları
•••ernstboese/iStock/Getty Images
Sarkaç üzerinde çalışırken Galileo, sarkacın düzenli olarak sallanacağını keşfetti. Periyodu denilen salınımı ölçülebilirdi. Genel olarak telin uzunluğu sarkacın periyodunu değiştirmedi.
Ancak daha sonra sarkaçlı saat gibi mekanik cihazlar geliştirildiğinde, sarkacın uzunluğunun periyodu değiştirdiği bulundu. Sıcaklık değişiklikleri, çubuğun uzunluğunda hafif bir değişikliğe neden olur ve sonuçta periyotta bir değişiklik olur.
