gtemata.com

Cum se utilizează un pendul

Un pendul constă dintr-o masă suspendată pe un fir sau un cablu care se leagă înainte și înapoi. Pendulurile se găsesc în ceasuri vechi, metronom, seismometre și anumite incendii arse și pot fi folosite pentru a explica probleme fizice complexe.

paşi

Metoda 1
Înțelegerea bazelor pendulului

Imaginea intitulată Utilizați un pendul Pasul 1
1
Un pendul este o masă susținută de capătul liber al unui fir. Înainte de a începe să utilizați un pendul, trebuie să știți ce este și cum funcționează. Din fericire, un pendul nu este altceva decât o masă agățată care se poate învârti înainte și înapoi. Sârmă este atașat la un punct fix, astfel încât numai masa și firul să se miște.
  • Țineți vârful unui colier de pandantiv sau al unui yo-yo între degete și mutați colierul "masă" care este în partea de jos. Ați creat primul pendul!
  • Un exemplu obișnuit al unui pendul este acela care se găsește în ceasurile de perete vechi.
  • Imaginea intitulată Utilizați un pendul Pasul 2
    2
    Pentru a utiliza un pendul, apucați și trageți masa înapoi și lăsați-o să plece. Asigurați-vă că țineți firul la care este agățat drept și lăsați-l să meargă fără să-l împingi. Masa se va roti înainte și înapoi, întorcând aproximativ aceeași înălțime de la care ați dat-o.
  • Un pendul leagă pentru totdeauna dacă nu intervine nimic pentru ao încetini sau a schimba direcția.
  • În realitate, forțele externe, cum ar fi fricțiunea și rezistența la aer, ajung să încetinească un pendul.
  • Imaginea intitulată Utilizați un pendul Pasul 3
    3
    Construiți un pendul simplu cu un fir, un tobe și o creangă pentru a înțelege mai bine. Dacă vrei să înveți activități practice sau vrei să-i înveți pe copii cum funcționează pendulul, poți să construiești rapid un pendul pentru a experimenta:
  • Legați un capăt al unui fir la aproximativ o jumătate de ramură sau un băț.
  • Conectați celălalt capăt la o baterie sau la o altă greutate mică.
  • Puneți ramura între două scaune identice în balanță, astfel încât bateria să rămână agățată liber între ele și să lege fără să lovească nimic.
  • Luați bateria, ținând firul întins și lăsați-o să se rotească înainte și înapoi.
  • Imaginea intitulată Utilizați un pendul Pasul 4
    4
    Aflați termenii științifici pentru pendulumuri. Ca și în cazul multor activități științifice, este posibil să se înțeleagă și să se utilizeze pendulum numai cunoscând cuvintele care le descriu.
  • lățime: cel mai înalt punct atins de pendul.
  • greutate: un alt nume pentru masa din partea de jos a pendulului.
  • echilibru: punctul central al unui pendul - unde greutatea este localizată atunci când nu se mișcă.
  • frecvență: numărul de ori pendulul se leagă înainte și înapoi într-o anumită perioadă de timp.
  • perioadă: timpul necesar pentru ca pendulul să se întoarcă în același punct.

    • Metoda 2
    Utilizați pendulurile pentru a preda elementele de bază ale fizicii

    Imaginea intitulată Utilizați un pendul Pasul 5
    1
    Experimentele cu pendul sunt o modalitate foarte bună de a învăța metoda științifică. Metoda științifică a constituit baza cercetării științifice din vremea grecilor antice, iar pendulurile sunt ușor de construit și de rezultate instantanee. Când efectuați oricare dintre experimentele care urmează, permiteți-i timp să formuleze o ipoteză, să vorbiți despre variabilele pe care le experimentați și să comparați rezultatele.
    • Porniți întotdeauna experimentele de 5-6 ori pentru a vă asigura că rezultatele sunt coerente.
    • Nu uitați să urmați un experiment la un moment dat - altfel nu veți ști ce mișcare a pendulului sa schimbat.
  • Imaginea intitulată Utilizați un pendul Pasul 6
    2
    Modificați greutatea din partea inferioară a firului pentru a învăța gravitatea. Una dintre cele mai ușoare căi de a învăța efectele gravitației este printr-un pendul și rezultatele vă pot surprinde. Pentru a vedea efectele gravitației:
  • Trageți pendulul la 10 centimetri și lăsați-l să dispară.
  • Utilizați un cronometru pentru a măsura perioada de pendul. Repetați de 5-10 ori.
  • Adăugați mai multă greutate la pendul și repetați experimentul.
  • Perioada și frecvența vor fi exact la fel! Acest lucru se datorează faptului că gravitatea afectează în mod egal toate greutățile. Un ban și o cărămidă, de exemplu, cad la aceeași viteză.


  • Imaginea intitulată Utilizați un pendul Pasul 7
    3
    Modificarea locului în care ați lăsat greutatea vă ajută să explicați lățimea. Pe măsură ce trageți firul superior, ați crescut amplitudinea sau cel mai înalt punct al pendulului. Dar acest lucru afectează cât de repede vă întoarceți în mână? Repetați experimentul de mai sus, însă trageți pendulul înapoi cu 20 de centimetri în loc de a schimba greutatea.
  • Dacă ați făcut totul corect, perioada pendulului nu se va schimba.
  • Aceasta va schimba amplitudinea, dar nu și frecvența, o noțiune utilă în trigonometrie, în studiul sunetului și în multe alte domenii.
  • Imaginea intitulată Utilizați un pendul 8
    4
    Modificați lungimea firului. Repetați experimentul de mai sus, dar, în loc să schimbați greutatea sau înălțimea de la care îl aliniați, utilizați un fir mai scurt sau mai lung.
  • De data aceasta veți observa cu siguranță o schimbare. Într-adevăr, schimbarea lungimii firului este singura modalitate de a schimba perioada și frecvența unui pendul.
  • Imaginea intitulată Utilizați un pendul Pasul 9
    5
    Adânciți fizica pendulului pentru a învăța despre inerție, transfer de energie și accelerare. Pentru studenții mai avansați sau fizicienii aspiranți, pendulurile reprezintă o modalitate excelentă de a învăța relația dintre accelerare, frecare și trigonometrie. Căutați-le "ecuații de mișcare a pendulului," sau creați-vă experimentele pentru a le descoperi. Unele întrebări pe care trebuie să le aveți în vedere:
  • Când deplasați rapid greutatea în punctul cel mai de jos? Cum se măsoară viteza de greutate în orice moment?
  • Cât de multă energie cinetică are greutatea în pendul în orice moment? Pentru a vă ajuta, utilizați ecuația: Energia cinetică "= .5 x Masa de greutate x Viteza2
  • Cum puteți anticipa perioada unui pendul în funcție de lungimea firului?

    • Metoda 3
    Utilizați pendulurile pentru a lua măsurători

    Imaginea intitulată Utilizați un pendul Pasul 10
    1
    Reglați lungimea firului pentru a măsura timpul. Când trageți firul mai departe și schimbați greutatea, nu afectați perioada, ci scurtați sau prelungiți firul da. Iată cum au fost făcute ceasurile vechi - dacă schimbați lungimea pendulului într-un mod perfect, puteți crea o perioadă sau o leagăn întreagă de două secunde. Numărați numărul de perioade și știți cât timp a trecut.
    • Ceasurile pendulului sunt atașate la angrenaje, astfel încât la fiecare mișcare a pendulului se mișcă mâna a doua a ceasului.
    • Într-un ceas antic, greutatea care leagă dintr-o parte creează "tic" iar întoarcerea creează "toc."
  • Imaginea intitulată Utilizați un pas pendul 11
    2
    Utilizați pendulul pentru a măsura vibrațiile din apropiere, inclusiv cutremurele. Seismografele, mașinile care măsoară intensitatea și direcția cutremurelor, sunt penduluri complexe care se mișcă numai atunci când se mișcă crusta pământului. Deși calibrarea unui pendul, astfel încât să măsoare numai mișcarea plăcilor tectonice, este destul de complicată, puteți transforma aproape orice pendul într-un simplu seismograf folosind un stilou și hârtie.
  • Atașați un pix sau un creion la greutatea din partea inferioară a pendulului.
  • Puneți o bucată de hârtie sub pendul, astfel încât creionul sau creionul să îl atingă, lăsând un semn.
  • Agitați ușor pendulul, nu firul. Cu cât scuturați mai mult pendulul, cu atât mai mari vor fi mărcile rămase pe coală. Acest lucru corespunde unui mare "cutremur."
  • Adevătoarele seismografe au o bucată de hârtie rotativă pentru a arăta puterea cutremurului în timp.
  • Pendulurile au fost folosite pentru măsurarea cutremurelor deja din China din anul 132 î.Hr.
  • Imaginea intitulată Utilizați un pas pendul 12
    3
    Utilizați un pendul special numit Foucault pentru a demonstra rotația Pământului. Deși știm cum se rotea Pământul pe axa sa, pendulul lui Foucault era una dintre primele dovezi tangibile ale acestui concept. Pentru a juca, veți avea nevoie de un pendul mare, de cel puțin 5 metri, cu o greutate de peste 9 kg, pentru a minimiza variabilele externe, cum ar fi vântul și frecare.
  • Porniți pendulul, deplasându-l suficient pentru a leagă mult timp.
  • Odată cu trecerea timpului, veți observa cum pendulul se leagă într-o direcție diferită de cea inițială.
  • Acest lucru se întâmplă deoarece pendulul se mișcă într-o linie dreaptă, în timp ce Pământul de sub el se rotește.
  • În emisfera nordică, pendulul se va mișca în sensul acelor de ceasornic, în sud se va mișca în sens invers acelor de ceasornic.
  • Deși complicat, puteți utiliza pendulul lui Foucault pentru a calcula latitudinea folosind o ecuație trigonometrică.

    • Sfaturi

    • Ați putea folosi încă două persoane pentru a efectua aceste experimente cu exactitate - una care utilizează pendulul și cealaltă care măsoară timpul.
    • Dacă doriți să creați un pendul mai precis, utilizați alt fir pentru a păstra greutatea la înălțimea dorită. Ardeți sfârșitul firului de făcut "cădea" greutatea. Acest lucru vă împiedică să împingeți în greșeală greutatea înainte sau în lateral atunci când o lăsați să plece.
    • Unii cred că pendulul are și puteri speciale de divinație.
    Distribuiți pe rețelele sociale:

    înrudit