Ang isang pendulum ay binubuo ng isang bigat na sinuspinde mula sa isang tungkod o lubid na swings pabalik-balik. Ang mga pendulum ay karaniwan sa mga aparato sa pag-iingat ng oras tulad ng mga metronom, pendulo na orasan, seismometers, at swing swing burners, at maaaring magamit upang mailarawan ang mga kumplikadong problema sa pisika.
Hakbang
Paraan 1 ng 3: Pag-unawa sa Pangunahing Pendulum
Hakbang 1. Malaman na ang pendulo ay isang timbang na malayang nakabitin sa dulo ng string
Bago ka magsimulang gumamit ng isang pendulum, kailangan mong malaman kung ano ang isang pendulum at kung paano ito gumagana. Sa kasamaang palad, ang isang pendulum ay hindi hihigit sa isang nakabitin na timbang na maaaring mag-swing pabalik-balik. Ang lubid ay nakatali sa isang nakapirming punto upang ang bigat at lubid lamang ang gumagalaw.
- Hawakan ang dulo ng isang pendant necklace o yo-yo laruan sa pagitan ng iyong mga daliri at ilipat ang "bigat" sa ilalim. Nagawa mo ang iyong unang palawit!
- Ang isang pangkaraniwang halimbawa ng isang pendulum ay isang malaking swinging weight sa isang pendulum relo.
Hakbang 2. Upang magamit ang isang pendulum, hilahin pabalik ang timbang at pagkatapos ay pakawalan ito
Siguraduhin na mapanatili mong mahigpit ang lubid at alisin ang bigat nang hindi ito pinipilit. Ang bigat ay baboy at pabalik, babalik sa halos parehong taas tulad ng kapag nahulog mo ito.
- Ang palawit ay indayog magpakailanman kung walang makapagpabagal nito o magbabago ng direksyon nito.
- Sa katunayan, ang mga panlabas na pwersa tulad ng alitan at paglaban ng hangin ay magpapabagal sa pendulo.
Hakbang 3. Gumawa ng isang simpleng pendulo na may isang string, baterya, at panukalang tape upang mas maintindihan ito
Kung natututo ka sa pamamagitan ng mga aktibidad na hands-on o nais na turuan ang mga bata kung paano gumagana ang isang pendulum pagkatapos ay mabilis kang makakagawa ng isang pendulum upang mag-eksperimento sa:
- Itali ang isang dulo ng lubid sa gitna ng isang kahoy na panukalang tape o poste.
- Itali ang kabilang dulo sa isang baterya o iba pang maliit na pagkarga.
- Balansehin ang sukat na kahoy sa likod ng dalawang pantay na upuan upang ang baterya ay malayang nakabitin sa pagitan nila at maaaring mag-swing nang walang tamaan.
- Itaas ang baterya, pinapanatili ang lubid na lubid, at bitawan ito upang ito ay magpabalik-balik.
Hakbang 4. Kilalanin ang bokabularyong pang-agham para sa pendulum
Tulad ng karamihan sa mga gawaing pang-agham, posible lamang ang pag-unawa at paggamit ng pendulum kung alam mo ang mga salitang naglalarawan dito.
- Malawak: Ang pinakamataas na point na naabot ng pendulum.
- Si Bob: Isa pang pangalan para sa pagkarga sa dulo ng pendulum.
- Punto ng balanse: ang midpoint ng pendulum; kung saan ang karga ay kung hindi ito gumagalaw.
- Dalas: Ang bilang ng beses na ang pendulum ay swings pabalik-balik sa isang naibigay na oras.
- Panahon: Ang dami ng oras na aabutin ng isang gumagalaw na pendulo upang bumalik sa parehong lugar.
Paraan 2 ng 3: Paggamit ng isang Pendulum upang Ituro ang Pangunahing Physics
Hakbang 1. Tandaan na ang mga eksperimento sa pendulum ay isang mahusay na paraan upang turuan ang pamamaraang pang-agham
Ang pamamaraang pang-agham ay naging sandalan ng siyentipikong pagsasaliksik mula pa noong sinaunang Greece, at ang pendulum ay isang bagay na madaling magawa at mabilis na makagawa ng mga resulta. Kapag nagsasagawa ng alinman sa mga sumusunod na eksperimento, maglaan ng oras upang bumuo ng isang teorya, talakayin kung aling variable ang sinusubukan mo, at ihambing ang mga resulta.
- Palaging mag-eksperimento hanggang sa 5-6 beses upang matiyak ang pagkakapare-pareho ng iyong mga resulta.
- Tandaan na subukan lamang ang isang eksperimento sa bawat oras - kung hindi man ay hindi mo malalaman kung ano ang nagbabago ng swing ng pendulum.
Hakbang 2. Baguhin ang bigat sa dulo ng lubid upang magturo ng gravity
Ang isa sa pinakasimpleng paraan upang malaman ang tungkol sa epekto ng gravity ay sa pamamagitan ng isang pendulum, at maaari kang mabigla sa mga resulta. Upang makita ang epekto ng grabidad:
- Hilahin ang pendulo ng 10 cm at pakawalan ito.
- Gumamit ng isang stopwatch upang i-time ang pendulum period. Ulitin 5-10 beses.
- Magdagdag ng isang mas mabibigat na bob sa pendulo at ulitin ang eksperimento.
- Ang panahon at dalas ay magiging eksaktong pareho! Ito ay dahil pantay na nakakaapekto sa lahat ng naglo-load. Halimbawa, ang isang barya at isang brick ay mahuhulog sa parehong bilis.
Hakbang 3. Baguhin kung saan mo ihuhulog ang karga upang mapag-aralan ang amplitude
Habang hinihila mo ang string na mas mataas, nadagdagan mo ang amplitude o taas ng pendulum. Gayunpaman, binabago ba nito kung gaano kabilis bumalik ang pendulum sa iyong kamay? Ulitin ang eksperimento sa itaas, ngunit sa oras na ito hilahin ang pendulum na 20 sent sentimo at huwag baguhin ang karga.
- Kung nagawa mong tama ang lahat, hindi magbabago ang panahon ng pendulum.
- Ang pagbabago ng amplitude ay hindi nagbabago ng dalas, isang katotohanan na madaling magamit sa trigonometry, tunog ng agham, at maraming iba pang mga larangan.
Hakbang 4. Baguhin ang haba ng lubid
Ulitin ang eksperimento sa itaas, ngunit sa halip na baguhin kung magkano ang timbang na idaragdag mo o kung gaano kataas ang pagbagsak mo rito, gumamit ng isang mas maikli o mas mahabang lubid.
Sa oras na ito ay tiyak na mapapansin mo ang mga pagbabago. Sa katunayan, ang pagbabago ng haba ng string ay ang tanging bagay na magbabago ng panahon at dalas ng pendulum
Hakbang 5. Dagdagan ang nalalaman tungkol sa pendulum physics upang malaman ang tungkol sa pagkawalang-galaw, paglipat ng enerhiya, at pagpabilis
Para sa higit pang mga nakatatandang mag-aaral o naghahangad ng mga pisiko, ang mga pendulo ay isang mahusay na paraan upang malaman ang ugnayan sa pagitan ng pagbilis, alitan, at trigonometry. Maghanap para sa "mga equation ng pendulo," o magdisenyo ng iyong sariling mga eksperimento upang hanapin ang mga ito. Ang ilang mga katanungan upang isaalang-alang:
- Gaano kabilis ang paggalaw ni bob sa pinakamababang punto nito? Paano mo mahahanap ang bilis ng bob sa bawat punto?
- Gaano karaming lakas ang gumagalaw ng bob sa anumang punto sa palawit? Bilang tulong, gamitin ang equation: Kinetic Energy = 0.5 x Mass's Bob x Velocity. Velocity2
- Paano mo mahuhulaan ang panahon ng isang pendulum batay sa haba ng string?
Paraan 3 ng 3: Paggamit ng isang Pendulum upang Kumuha ng Mga Sukat
Hakbang 1. Ayusin ang haba ng lubid upang masukat ang oras
Habang ang paghila ng lubid pabalik at ang pagbabago ng load ay hindi maaaring baguhin ang panahon, ang pagpapahaba o pagpapaikli ng lubid ay maaaring baguhin ang panahon. Ito kung paano gumawa ng isang lumang orasan - kung binago mo ang haba ng pendulo nang perpekto pagkatapos ay maaari kang gumawa ng isang panahon o buong swing, na tumatagal ng dalawang segundo. Bilangin ang bilang ng mga panahon at alam mo kung gaano karaming oras ang lumipas.
- Ang pendulum relo ay nakakabit sa gear upang sa tuwing mag-swing ang pendulum, ang pangalawang kamay sa orasan ay lilipat.
- Sa isang relong pandulo, ang isang bigat na nag-indayog sa isang direksyon ay gumagawa ng isang "tick" at swings pabalik upang makabuo ng isang "kumatok."
Hakbang 2. Gamitin ang iyong pendulo upang masukat ang mga kalapit na panginginig, kabilang ang mga lindol
Ang seismograph, isang makina na sumusukat sa tindi at direksyon ng mga lindol, ay isang kumplikadong pendulum na gumagalaw lamang kapag gumalaw ang crust ng Earth. Habang ang pag-calibrate ng pendulo upang masukat lamang ang plate tectonics ay lubos na kumplikado, maaari mong gawing pangunahing seismograpiyang may lamang panulat at papel ang halos anumang pendulum.
- Pandikit ang isang pen o lapis sa bigat sa dulo ng pendulum.
- Maglagay ng isang piraso ng papel sa ilalim ng pendulo upang mahawakan ng bolpen ang papel at gumawa ng mga marka.
- Dahan-dahang i-rock ang pendulo, ngunit huwag kalugin ang string. Kung mas mahirap mong kalugin ang pendulo, mas malaki ang mga marka sa iyong piraso ng papel. Nauugnay ito sa isang mas malaking "lindol".
- Ang orihinal na seismograph ay may umiikot na piraso ng papel upang makita mo ang lakas ng isang lindol sa paglipas ng panahon.
- Ang pendulum ay ginamit upang masukat ang mga lindol mula noong 132 AD sa Tsina.
Hakbang 3. Gumamit ng isang espesyal na pendulum na tinatawag na Foucault's Pendulum upang patunayan na umiikot ang mundo
Bagaman ngayon alam ng mga tao na ang mundo ay umiikot sa axis nito, ang Pendulum ng Foucault ay ang pinakamaagang katibayan ng konseptong ito. Upang makopya ito kakailanganin mo ng isang malaking palawit, na may isang minimum na haba ng 4.9 metro at isang bigat na higit sa 11.3 kg, upang i-minimize ang mga panlabas na variable tulad ng hangin o alitan.
- Ilipat ang pendulum sa isang paraan na maaari itong mag-swing ng mahabang panahon.
- Habang tumatagal, mapapansin mo na ang palawit ay umaayon sa ibang direksyon mula noong sinimulan mo ang swing.
- Nangyayari ito dahil ang pendulum ay gumagalaw sa isang tuwid na linya habang ang lupa sa ibaba ay umiikot.
- Sa hilagang hemisphere ang pendulum ay lilipat ng pakanan at sa southern hemisphere ang pendulum ay lilipat ng counter-clockwise.
- Bagaman kumplikado, maaari mong gamitin ang Pendulum ng Foucault upang makalkula ang latitude gamit ang mga equonometric equation.
Mga Tip
- Maaaring kailanganin mo ang dalawang tao upang maisagawa nang wasto ang eksperimentong ito - isang tao na gumagamit ng isang pendulum at ang isa pang taong sumusubaybay sa oras.
- Kung nais mong gumawa ng isang mas tumpak na palawit, gumamit ng ibang lubid upang hawakan ang timbang sa nais na taas. Sunugin ang dulo ng lubid upang "mahulog" ang timbang. Pipigilan ka nito mula sa hindi sinasadyang pagtulak ng timbang pasulong o patagilid kapag pinakawalan mo ito.
- Ang ilang mga tao ay naniniwala na ang pendulo ay mayroon ding mga espesyal na kapangyarihan sa paghuhula.
