Hur man bygger och använder en pendel

Pendlar är väldigt enkla och roliga att göra! Dessa är i grunden föremål som darlar från en fast punkt och svänger fram och tillbaka på grund av gravitationen. Även om de kan användas inom klockor för att hantera händerna eller för att visa jordens rörelse, representerar de också ett fantastiskt experiment!

Del 1

Bygga en pendel

Samla allt material. Detta experiment kan utföras enkelt hemma. Allt du behöver borde redan finnas tillgängligt i ditt hem. Denna artikel beskriver konstruktionen av en enda pendel, men du kan göra flera olika längder. Få därför strängen längre än 70 cm.

Ta två stolar och en rad. Dessa objekt hjälper dig att bygga "ram" av pendeln, som kommer att fästas på linjen vilande mellan de två stolarna.
Saxen kommer att användas för att skära strängen. Ta på tejpen om det visar sig användbart, till exempel om du vill använda små mynt istället för brickor.
Strängen ska vara minst 70 cm lång eller ännu längre. Du kan använda en sladd eller en stickningstråd, beroende på vad du har tillgång till.
Stoppuret gör att du kan spela in tider som pendelperioden och hur det ändras baserat på pendulens vinkel eller längd.
Du kan använda fem brickor eller tre mynt som ballast. Dessa är föremål som är lätt tillgängliga hemma och vars massa är tillräcklig för ditt syfte.

Ordna stolarna så att ryggstöden är vända mot varandra. Du måste avstånda dem med ungefär en meter, eftersom du kommer att stödja linjen mellan dem. Sätt dem med platserna utåt, för att förhindra att de ligger på pendulens bana.

Placera raden på ryggstöden och se till att den är centrerad med stolarna. Om linjen inte befinner sig i rätt läge är dina undersökningar felaktiga.

Om linjen är väldigt stabil på stolarna, kan du fixa den med tejp.

Skär en sträng längs 70 cm. Detta kommer att vara en del av din pendel. Allt du behöver göra är att attackera en vikt. Om du har bestämt dig för att göra flera pendlar av olika längder, kommer du att finna att frekvensen för varje (antalet oscillationer i en sekund) beror exakt på strängens längd.

Knyta strängen i mitten av raden - så är du säker på att tyngden inte kommer att träffa stolarna.

Tie fem metallbrickor till strängens fria ände. Dessa är vikterna som utgör pendelens sista element. Du kan ersätta dem med tre mynt, om du föredrar, och i det här fallet måste du säkra dem med bitar av tejp i den fria änden.

Du kommer märka att en pendel med en större ballast kommer att röra sig i samma hastighet som den med en lägre vikt (du kan använda en skumkula tillgänglig i DIY-butiker), eftersom accelerationen som imponeras på båda objekten ändras inte oavsett vikt , med tanke på att det är gravitation.

Del 2

Använd pendeln

Dra strängen så att den är rak och bildar en viss vinkel med linjen. Du kan göra detta genom att ta fast ballasten i slutet av sladden, där det finns brickor eller mynt. Baserat på initialvinkeln ändras pendelfrekvensen.

Om du till exempel släpper pendeln när strängen bildar en 90 ° vinkel med linjen kommer du att få en annan frekvens än den som nås vid en 45 ° utlösningsvinkel.

Låt pendeln gå. Se till att ballasten inte slår något objekt under sin svängning - om det skulle hända, upprepa experimentet. När du släpper ner tyngden måste du upptäcka den tid det tar att resa bana, så försök att vara redo.

Upptäcka tider Börja mäta tiden som tas av pendeln så fort du släpper ut vikten. När ballasten återgår till startpositionen stoppar stoppuret. Vid detta tillfälle skulle närvaro av en assistent vara användbar, så att du kan koncentrera sig på pendeln medan han kontrollerar stoppuret.

Tiden som tas av pendeln för att avsluta en oscillation kallas "pendelperioden". Du kan också hitta frekvensen genom att beräkna hur många svängningar som utförs på en sekund.

Släpp pendeln igen. Det är fortfarande dags att förstå om du kan få samma värden som hittats tidigare. Försök att respektera samma starthöjning och observera några ändringar.

Skriv ner dina observationer. Skriv ner de tider som används för att slutföra en oscillation och frekvens, så att du kan få några jämförelser när du börjar experimentera "kreativa".

Allt detta låter dig förstå de två huvudapplikationerna hos pendeln. Den första handlar om tidsmätning, medan den andra refererar till Foucaults pendel. I det första fallet används pendeln för att hantera rörelsen av händerna på en klocka.

Foucault-pendeln visar jordens rotation. I det här fallet behöver du en väldigt stor pendel (ibland så mycket som två våningar i en byggnad) så att det svävar mycket länge.

Del 3

Kreativa experiment

Klipp ett annat strängsegment. Om du förbereder två eller till och med tre pendlar, kan du demonstrera objektets speciella egenskaper. Ta en sträng kortare än den första eller binda den till en annan vikt.

Ta en 35 cm lång sträng om du vill förstå hur längden påverkar pendulens beteende.
Sätt det andra segmentet 20-30 cm från det första, så att de inte kolliderar under svängningarna.

Byt ballast. Prova pendlarna med olika vikter för att förstå hur denna faktor stör störningen av oscillationen och frekvensen. Bestämmer tiderna för att utvärdera närvaron av någon variation och kvantifiera den.

Gör flera repetitioner (cirka fem) och beräkna genomsnittet av inspelade tider eller svängningar. På så sätt får du den genomsnittliga pendelperioden.

Ändra utlösningsvinkeln. Även om en liten förändring i vinkeln inte påverkar pendelens sving måste du försöka stora förändringar för att märka några förändringar i ballaströrelsen. Försök till exempel att placera en pendel 30 ° från raden och den andra vid 90 °.

Återigen, när du försöker olika vinklar måste du upprepa experimentet flera gånger (ungefär fem gånger) för att få ett tillförlitligt urval av data.

Ändra strängens längd. Se vad som händer genom att släppa två pendlar av olika längder. Låt dem se om den med kortaste strängen rör sig snabbare än den andra eller om det inte finns några förändringar.

Utför många repetitioner och hitta sedan medelvärdet för pendelperioderna och frekvenserna.

tips

Använd inte ett mycket ömtåligt eller värdefullt föremål som en vikt eftersom det kan bryta.
Välj en sträng som är betydligt längre än viktens diameter.

varningar

Använd inte tunga föremål som ballast för pendeln, annars kan strängen bryta.

Saker du behöver

Två stolar
Riga av en meter
Spago
sax
stoppur
Självhäftande tejp
Fem brickor (tio om du vill göra två pendlar) eller tre mynt (sex, om du planerar att bygga två pendlar)

Dela på sociala nätverk:

Relaterade