Fysica

Eenvoudige Pendels


Een slinger is een systeem dat bestaat uit een massa gekoppeld aan een draaipunt, waardoor het vrij kan bewegen. De massa is onderworpen aan de herstellende kracht veroorzaakt door de zwaartekracht.

Er zijn talloze pendels bestudeerd door natuurkundigen, omdat ze het beschrijven als een object van gemakkelijke voorspelling van beweging en dat vele technologische vooruitgang mogelijk heeft gemaakt. Sommige hiervan zijn de fysieke, draaiende, taps toelopende, Foucalt-, dubbele, spiraalvormige, Karter- en omgekeerde pendels. Maar het eenvoudigste en meest gebruikte model is de eenvoudige slinger.

Deze slinger bestaat uit een massa bevestigd aan een flexibele en niet-uitrekbare draad aan het ene uiteinde en vrij aan het andere, weergegeven als volgt:

Wanneer we de massa uit zijn rustpositie halen en loslaten, maakt de slinger oscillaties. Wanneer we luchtweerstand negeren, zijn de enige krachten die op de slinger werken de spanning met de draad en het gewicht van de massa. m. Op deze manier:

De gewichtskrachtcomponent die wordt gegeven door P.cosθ zal ongeldig worden met de draadspankracht, dus de enige oorzaak van oscillerende beweging is de P.senθ. dan:

De hoek θ, uitgedrukt in radialen, wordt echter per definitie gegeven door het boogquotiënt dat wordt beschreven door de hoek, die in de oscillerende beweging van een slinger X en de straal van zijn toepassing, in dit geval gegeven door , zoals dit:

Waar te vervangen in F:

Aldus kan worden geconcludeerd dat de beweging van een eenvoudige slinger geen MHS beschrijft, omdat de kracht niet evenredig is aan de verlenging maar aan zijn sinus. Voor kleine hoeken , de sinuswaarde van de hoek is ongeveer gelijk aan deze hoek.

Dus als we de gevallen van kleine oscillatiehoeken beschouwen:

Als P = mg, en m, g en zijn constant in dit systeem kunnen we overwegen dat:

Dus herschreven we de herstellende kracht van het systeem als:

Dus de analyse van een eenvoudige slinger laat ons zien dat voor kleine oscillaties een eenvoudige slinger een MHS beschrijft.

Zoals voor elke MHS, wordt de periode gegeven door:

en hoe

Dan kan de periode van een eenvoudige slinger worden uitgedrukt door:

Video: Hoe hang ik de snoerpendel hanglamp op (Juli- 2020).