A variedade de processos oscilatórios que nos cercam tanto que é surpreendente - e há algo que não flutua?Dificilmente, uma vez que mesmo objeto completamente imóvel, dizer uma pedra, que é milhares de anos ainda é, ainda oscila processos - aquece-se periodicamente durante o dia, aumentando, e à noite esfria e se encolhe.E os mais próximos exemplo - árvores e ramos - que vão incansavelmente durante toda a vida.Mas - pedra, madeira.E se você apenas a cabeça variou de 100 andares vento?Sabe-se, por exemplo, que a parte superior da torre de televisão Ostankino desvia-se para cima e para baixo para 5-12 metros, bem, nada altura de 500 m pêndulo. E, na medida do aumento no tamanho de uma tal construção das mudanças de temperatura?Aqui é possível classificar e edifícios de vibração e máquinas.Basta pensar, o avião em que você está viajando, varia continuamente.Não mude de idéia de voar?Não é necessário, porque as vibrações - é a essência do mundo que nos rodeia, é impossível livrar-se deles - eles só podem ter em conta e aplicar "bom para."
Como de costume, o estudo das áreas mais complexas do conhecimento (e eles simplesmente não acontecer) começa com uma introdução a um modelo simples.E não há um modelo simples e clara para a percepção do processo de vibração do que um pêndulo.Foi aqui, no estudo da física, a primeira vez que ouvimos esta frase misteriosa - ". O período de oscilação de um pêndulo simples"Pendulum - o fio e de carga.E o que é tão especial para o pêndulo - Matemática?E tudo o que é muito simples, este pêndulo Prevê-se que o fio não tem peso, não extensível, e o ponto de material oscila sob a influência da gravidade.O fato é que, geralmente, considerando um processo, por exemplo, as vibrações podem não ser completamente plenamente em conta as características físicas como peso, elasticidade, etc.Todos os participantes no experimento.Ao mesmo tempo, o efeito de alguns deles no processo é insignificante.Por exemplo, a priori, é evidente que o peso e a elasticidade do pêndulo linha sob certas condições, não têm qualquer efeito perceptível sobre o período de oscilação do pêndulo simples é insignificante, de modo que o impacto é excluído de consideração.
Determinação do período de oscilação do pêndulo, talvez a mais simples do conhecido é o seguinte: o período - o tempo durante o qual cometeu uma oscilação completa.Vamos fazer uma marca em um dos pontos extremos do movimento de carga.Agora, cada vez que um ponto está fechado, nós fazemos contar o número de oscilações completas e anote o tempo, digamos, 100 vibrações.Para determinar a duração de um período é uma pressão.Nós realizar essa experiência para oscilante no mesmo plano do pêndulo nos seguintes casos:
- amplitude inicial diferente;
- diferente peso da carga.
Nós obter resultados espectaculares, à primeira vista: em todos os casos, o período de oscilação de um pêndulo simples permanece inalterado.Em outras palavras, a amplitude e a massa inicial de material de um ponto na duração do efeito.Para mais discussão tem apenas uma desvantagem - porquealtura de carga durante a condução mudança, ea força de restauração ao longo do caminho variável, que é inconveniente para os cálculos.Ligeiramente enganado - balanço do pêndulo é ainda na direcção transversal - que ele começa a descrever uma superfície cónica, o período T de rotação continua a ser o mesmo, a velocidade de movimento em círculo V - circunferência constante ao longo do qual a carga S = 2πr, uma força de reposição é dirigido radialmente.
Em seguida, calcular o período de oscilação do pêndulo simples:
T = S / V = 2πr / v
l Se o comprimento do fio é significativamente maior do que a carga (pelo menos 15-20 vezes), e o ângulo da rosca é pequena (pequenas amplitudes), podemos assumir que a força de retorno P é igual à força F centrípeta:
P = F = M * V * V / R
Por outro lado, o momento da força de reposição e do momento de inércia da carga é igual, e em seguida,
P * L = R * (M * g), o que implica ter em consideração que a P = F, a seguinte equação: r * m * g / l = m * v * v / r
muito fácil encontrar a velocidade do pêndulo: v= r * √g / l.
E agora me lembro a primeira expressão para o período ea velocidade substituto:
T = 2πr / r * √g / l
após mudanças triviais a fórmula do período de oscilação de um pêndulo simples em sua forma final se parece com:
T = 2 π √l / g
resultados experimentais obtidos anteriormente Agora independência, o período de oscilação do peso da carga e amplitude foram confirmados de forma analítica e não parecia tão "incrível", como eles dizem, conforme necessário.
Além disso, considerando a última expressão para o período de oscilação de um pêndulo simples, você pode ver uma excelente oportunidade para medir a aceleração da gravidade.É suficiente para montar um pêndulo de referência em todo o mundo, e para medir o seu período de oscilação.Então, inesperadamente, um pêndulo simples e direta nos deu uma excelente oportunidade para estudar a distribuição da densidade da crosta terrestre, para a terra depósitos minerais de busca.Mas isso é outra história.
