Pendulul fizic - precizia mai presus de toate

Oscilațiile sunt unul dintre cele mai comune tipuri de mișcări mecanice. Exemplul cel mai evident este oscilațiile pe care le efectuează pendulul fizic. Acesta este un corp greu atașat la un fir la un moment dat. Prin îndepărtarea pendulului din poziția de echilibru și eliberarea acestuia, îi permitem să cadă, dar căderea nu se realizează liber, ci pe o traiectorie egală cu lungimea șirului.

Aici se poate observa procesul de transformare a energiei potențiale în energie cinetică și invers. Respingând pendulul fizic, îi dăm energie potențială. Apoi, când este eliberat, începe să se miște, iar atunci când se întoarce la punctul de echilibru, viteza sa va fi maximă. În procesul de mișcare descendentă, o parte din energia potențială este transformată în energie cinetică. Mai departe, în mișcare prin inerție, corpul se ridică mai înalt și mai înalt, până când la un moment dat mișcarea se oprește. Aici energia cinetică este transformată din nou într-una potențială.

Apoi, pendulul începe să se miște în direcția opusă și totul se repetă. Astfel, vedem că pendulul fizic oscilează datorită tranzițiilor energiei potențiale la energia cinetică și apoi înapoi. Timpul petrecut pe toate fluctuațiile, adică Apoi, în timpul căruia corpul, plecând din orice punct al traiectoriei sale, se va întoarce acolo din nou, se numește perioada oscilațiilor. Cea mai mare deviere de la punctul de echilibru al pendulului se numește amplitudinea oscilației.

Studiind oscilațiile, oamenii de știință au stabilit că perioada pendulului fizic cu care acesta oscilează nu este în niciun fel legată de masa pendulului și este determinată numai de lungimea filamentului și de valoarea accelerației gravitației. Apariția vibrațiilor este posibilă în cazul în care sarcina este fixată pe arc. În acest caz, există o tranziție a energiei potențiale a arcului comprimat în energia cinetică a mișcării încărcăturii și invers.

Oscilațiile pe care le efectuează un pendul fizic sau o sarcină pe un arc, dacă nu există forțe suplimentare, sunt numite libere sau intrinseci. Dacă pe ele se produce o influență externă, atunci aceste oscilații sunt numite forțate. Când forța periodică suplimentară externă este aplicată pentru o lungă perioadă de timp, pendulul începe să oscileze cu frecvența acestei forțe. Cu un astfel de efect, apariția unui astfel de fenomen ca rezonanță este posibilă.

Lucrul cu un pendul este extrem de interesant și poate ajuta la rezolvarea multor probleme. Este suficient să ne amintim pendulul lui Foucault, datorită căruia a fost posibil să se dovedească faptul că Pământul se rotește. În acest experiment, sa observat mișcarea pendulului. Pentru aceasta, sa folosit o marfă suspendată pe un fir de 67 metri lungime. Conform planului, doar forța gravitațională a Pământului și tensiunea firului au acționat pe pendul. Ca urmare, oscilațiile au avut loc numai în plan vertical.

Pe podea se afla o grămadă de nisip și un pendul cu capătul său ascuțit, în timp ce se mișca din stânga semnului. Sa dovedit că mișcarea nu este numai în plan vertical, dar există și o componentă orizontală. Cu fiecare mișcare a pendulului, abaterea era de aproximativ trei milimetri de la traiectoria anterioară, într-o oră avionul în care au apărut oscilațiile pendulului întors cu unsprezece grade.

De asemenea, putem aminti folosirea unui pendul într-un ceas, pe baza unei perioade constante de oscilații. Această perioadă depinde numai de lungimea pendulului. Precizia acestor ceasuri poate atinge o valoare considerabilă. În 1954, inginerul sovietic Fedchenko a creat un ceas de pendul, acuratețea căruia era de 0,0003 s pe zi.

Este aproximativ modul în care puteți descrie ce este un pendul fizic, proprietățile și parametrii acestuia și posibilitățile de utilizare a acestuia în știință și tehnologie.