Fizinis švytuoklis - pirmiausia tikslumas

Svyravimai - viena iš labiausiai paplitusių rūšiųmechaninis judesys. Akivaizdžiausias pavyzdys yra svyravimai, kuriuos atlieka fizinis švytuoklė. Tai yra sunkus kūnas, pritvirtintas prie sriegio viename taške. Pašalindami švytuoklę iš pusiausvyros padėties ir atleidžiant ją, mes leisime tai nukristi, bet kritimas nėra laisvas, bet trajektorija lygi eilutės ilgiui.

Čia galima stebėti transformacijos procesąpotencialią energiją į kinetinę energiją ir atgal. Atsisakydamas fizinio švytuoklės, mes suteikiame jam potencialią energiją. Tada, kai jis paleidžiamas, jis pradeda judėti, o kai jis grįžta į pusiausvyros tašką, jo greitis bus maksimalus. Judant žemyn, dalis potencialios energijos virsta kinetine energija. Be to, judant pagal inerciją, kūnas pakyla aukščiau ir aukščiau, kol tam tikru momentu judesys sustoja. Čia kinetinė energija vėl paverčiama potencialia.

Tada švytuoklė pradeda judėti atgalpusė, ir viskas kartojasi. Taigi matome, kad fizinis švytuoklis svyruojasi dėl potencialios energijos perkėlimo į kinetinę energiją, o tada atgal. Laikas praleistas visiems svyravimams, t. Y. tada, per kurį kūnas, palikęs iš bet kurio savo trajektorijos taško, sugrįš ten vėl, vadinamas svyravimo laikotarpiu. Didžiausias nukrypimas nuo svyruos pusiausvyros taško vadinamas svyravimo amplitudėmis.

Nagrinėdami vibracijas, mokslininkai nustatė, kad fizinės švytuoklės, su kuria ji vibruoja laikotarpis, neturi nieko daryti su švytuoklės masė nustatoma tik iš pokalbio ir pagreičio ilgio nemokamas kritimas. Vibracijos atsiradimas galimas tuo atveju, kai apkrova pritvirtinta prie pavaros. Šiuo atveju yra suspausto pavaros potencialios energijos perėjimas į krovinio judėjimo kinektinę energiją ir atvirkščiai.

Svyravimai, kurie yra fizinis švytuoklisar apkrova pavasarį, jei nėra papildomų jėgų poveikio, vadinamos laisvomis ar savomis. Jei ant jų atsiranda bet kokia išorinė įtaka, tokie svyravimai vadinami priverstiniais. Kai ilgai veikiama išorinė papildoma periodinė jėga, švytuoklis pradeda svyruoti su šios jėgos dažnumu. Su tokiu efektu galima atsirasti tokio reiškinio kaip rezonanso.

Darbas su švytuokle yra labai įdomus ir galipadėti išspręsti daugelį problemų. Pakanka prisiminti Foucault švytuoklę, dėl kurios buvo įmanoma įrodyti, kad Žemės sukasi. Šiame eksperimente stebimas švytuoklės judesys. Tam naudojamas 67 metrų ilgio vielos kabelis. Remiantis planu, tik švytuoklė veikė tik Žemės gravitacijos jėga ir vielos įtempimas. Dėl to svyravimai turėjo įvykti tik vertikalioje plokštumoje.

Ant grindų buvo smėlio krūva ir švytuoklė su aštriaispabaiga judesio metu paliko savo ženklą. Paaiškėjo, kad judėjimas yra ne tik vertikalioje plokštumoje, bet yra ir horizontalus komponentas. Kiekviename švytuoklės judėjime nukrypimas buvo apie tris milimetrus nuo ankstesnės trajektorijos, per valandą lėktuvas, kuriame svyravimas svyravo, įvyko vienuolikos laipsnių.

Taip pat galima prisiminti švytuoklės naudojimą laikrodyje,remiantis pastoviu jos svyravimų laikotarpiu. Šis laikotarpis priklauso tik nuo švytuoklės ilgio. Tokių laikrodžių tikslumas gali pasiekti didelę vertę. 1954 m. Sovietinis inžinierius Fedčenko sukūrė švytuoklinį laikrodį, kurio tikslumas buvo 0,0003 s per dieną.

Tai maždaug taip, kaip jūs galite apibūdinti fizinį švytuoklį, jo savybes ir parametrus, taip pat galimybes jį naudoti mokslo ir technologijų srityje.