Berbagai proses osilasi yang mengelilingi kita begitu banyak yang mengejutkan - dan ada sesuatu yang tidak berfluktuasi?Hampir tidak, karena bahkan objek cukup bergerak, mengatakan batu, yang ribuan tahun masih, masih berosilasi proses - berkala memanas pada siang hari, meningkat, dan pada malam hari mendingin dan menyusut.Dan yang paling dekat misalnya - pohon dan cabang - mulai tanpa lelah sepanjang hidupnya.Tapi - batu, kayu.Dan jika Anda hanya kepala berkisar antara 100 angin gedung bertingkat?Hal ini diketahui, misalnya, bahwa puncak menara televisi Ostankino menyimpang naik dan turun ke 5-12 meter, dengan baik, tidak ada pendulum ketinggian 500 m. Dan sejauh peningkatan ukuran konstruksi seperti perubahan suhu?Berikut adalah mungkin untuk mengklasifikasikan dan bangunan getaran dan mesin.Hanya berpikir, pesawat di mana Anda bepergian, terus bervariasi.Jangan mengubah pikiran Anda untuk terbang?Hal ini tidak perlu, karena getaran - adalah inti dari dunia di sekitar kita, adalah mustahil untuk menyingkirkan mereka - mereka hanya bisa memperhitungkan dan menerapkan "baik untuk."
Seperti biasa, studi tentang daerah yang paling kompleks pengetahuan (dan mereka hanya tidak terjadi) dimulai dengan pengenalan model sederhana.Dan ada model yang sederhana dan jelas untuk persepsi proses getaran dari pendulum.Di sinilah, dalam studi fisika, pertama kalinya kami mendengar kalimat ini misterius - ". Periode osilasi bandul sederhana"Pendulum - benang dan beban.Dan apa yang begitu istimewa untuk pendulum - Matematika?Dan semuanya sangat sederhana, pendulum ini diantisipasi bahwa benang tidak memiliki berat, inextensible, dan titik materi berfluktuasi di bawah pengaruh gravitasi.Faktanya adalah bahwa biasanya, mengingat proses, misalnya, getaran bisa tidak akun benar-benar penuh dari karakteristik fisik seperti berat, elastisitas, dllSemua peserta dalam percobaan.Pada saat yang sama, efek dari beberapa dari mereka pada proses diabaikan.Misalnya, apriori, jelas bahwa berat badan dan elastisitas benang pendulum dalam kondisi tertentu, tidak berpengaruh nyata pada periode osilasi bandul sederhana diabaikan, sehingga dampaknya dikeluarkan dari pertimbangan.
Penentuan periode osilasi pendulum, mungkin yang paling sederhana yang diketahui adalah ini: periode - waktu selama melakukan satu osilasi penuh.Mari kita membuat tanda di salah satu titik ekstrim dari pergerakan kargo.Sekarang, setiap kali titik ditutup, kita melakukan menghitung jumlah fluktuasi penuh dan perhatikan waktu, mengatakan, 100 getaran.Untuk menentukan durasi periode adalah snap.Kami melakukan percobaan ini untuk berosilasi pada bidang yang sama dari pendulum dalam kasus berikut:
- amplitudo awal yang berbeda;
- beban berat yang berbeda.
Kami mendapatkan hasil yang spektakuler pada pandangan pertama: dalam semua kasus, periode osilasi bandul sederhana tetap tidak berubah.Dengan kata lain, amplitudo awal dan massa titik materi dalam durasi tidak berpengaruh.Untuk pembahasan lebih lanjut hanya memiliki satu kelemahan - karenatinggi beban saat berkendara perubahan, dan gaya pemulih sepanjang jalan variabel, yang tidak nyaman untuk perhitungan.Sedikit ditipu - ayunan pendulum masih dalam arah melintang - ia mulai untuk menggambarkan permukaan kerucut, periode T rotasi tetap sama, kecepatan gerakan dalam lingkaran V - lingkar konstan sepanjang yang beban S = 2πr, gaya pemulih diarahkan radial.
Kemudian menghitung periode osilasi bandul sederhana:
T = S / V = 2πr / v
l Jika panjang benang secara signifikan lebih besar dari beban (setidaknya 15-20 kali), dan sudut benang kecil (amplitudo kecil), kita dapat mengasumsikan bahwa gaya kembali P adalah sama dengan gaya sentripetal F:
P = F = m * V * V / r
Di sisi lain, saat gaya pemulih dan momen inersia beban adalah sama, dan kemudian
P * l = r * (m * g), yang berarti memperhitungkan bahwa P = F, persamaan berikut: r * m * g / l = m * v * v / r
cukup mudah untuk menemukan kecepatan pendulum: v= r * √g / l.
Dan sekarang ingat ekspresi pertama untuk periode dan kecepatan pengganti:
T = 2πr / r * √g / l
setelah perubahan sepele formula dari periode osilasi bandul sederhana dalam bentuk akhirnya terlihat seperti:
T = 2 π √l / g
hasil Sekarang sebelumnya eksperimen diperoleh kemerdekaan, periode osilasi dari berat beban dan amplitudo telah dikonfirmasi dalam bentuk analisis dan tampaknya tidak begitu "menakjubkan", seperti yang mereka katakan, seperti yang diperlukan.
Selain itu, mengingat ekspresi terakhir untuk periode osilasi bandul sederhana, Anda dapat melihat kesempatan yang sangat baik untuk mengukur percepatan gravitasi.Hal ini cukup untuk merakit sebuah pendulum referensi mana saja di dunia, dan untuk mengukur periode osilasi nya.Jadi, secara tak terduga, bandul sederhana dan mudah telah memberi kita kesempatan yang sangat baik untuk mempelajari distribusi kepadatan kerak bumi, turun ke bumi deposit mineral pencarian.Tapi itu cerita lain.
