Съдържание
- TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
- движение
- дължина
- Амплитуда
- маса
- Въздушно съпротивление / триене
- Симпатична вибрация
Махалото е просто устройство, съставено от тежест, окачена на връв, тел, метал или друг материал, която се люлее напред-назад. Махалата са били използвани в часовници на дядо и други подобни, за да запазят време. Научните принципи уреждат какво влияе върху скоростта на люлеене на махалото. Тези принципи предсказват как махалото се държи въз основа на неговите характеристики.
TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
Силите на гравитация, масата на махалото, дължината на ръката, триенето и въздушното съпротивление влияят върху скоростта на люлеене.
движение
Издърпайте махалото назад и го освободете. Можете да оставите махалото да се люлее напред или назад, или в случай на часовник, да се люлее, задвижвано от зъбните колела. Така или иначе принципът на периодичното движение засяга махалото. Силата на гравитацията дърпа тежестта или колата надолу, докато се люлее. Махалото действа като падащо тяло, движе се към центъра на движение с постоянна скорост и след това се връща.
дължина
Скоростта на люлеене или честотата на махалото се определя от неговата дължина. Колкото по-дълго е махалото, независимо дали е струна, метален прът или тел, толкова по-бавно махалото се люлее. Обратно, колкото по-късо е махалото, толкова по-бърза е крачката. Това представлява абсолютен принцип, който винаги ще работи независимо от вида на дизайна. При дядовски часовници с дълги махала или часовници с по-къси, скоростта на люлеене зависи от дължината на махалата.
Амплитуда
Амплитудата се отнася до ъгъла на люлеене или колко далече назад махалото се люлее. Махалото в покой има ъгъл 0 градуса; издърпайте го наполовина между покой и успоредно на земята и имате 45-градусов ъгъл. Стартирайте махалото и вие определяте амплитудата. Експериментирайте с различни начални точки и откривате, че амплитудата не влияе на скоростта на люлеене. На махалото ще е необходимо същото време, за да се върне към началната си точка. Едно изключение включва много голям ъгъл, който надхвърля всеки разумен замах за часовник или друго устройство. В този случай скоростта на люлеене ще се повлияе, тъй като махалото върви по-бързо.
маса
Един от факторите, които не влияят на скоростта на люлеене, е теглото на боба. Увеличете теглото върху махалото и гравитацията просто издърпва по-силно, вечерно излишно тегло. Както посочва School for Champions, силата на гравитацията върху всеки падащ обект е една и съща, независимо от масата на предметите.
Въздушно съпротивление / триене
В реално приложение въздушното съпротивление влияе на скоростта на люлеене. Всеки люлка среща това съпротивление и той забавя люлеенето, въпреки че може да не е достатъчно, за да бъде забележим по време на един замах. Триенето също забавя люлката. Ако махалото се люлее въз основа на инерцията от първоначалното освобождаване, в крайна сметка то ще спре.
Симпатична вибрация
Скоростта на люлеене на махалото се настройва, когато е поставена в непосредствена близост до друго махало. Това явление се нарича симпатична вибрация. Махалата предават движение и енергия напред-назад. Този трансфер в крайна сметка ще доведе до скоростта на люлеене на едното махало, която е идентична с тази на другото махало.