Pendulum ina uzito uliosimamishwa kutoka kwa fimbo au kamba ambayo hubadilika kwenda na kurudi. Pendulums ni kawaida katika vifaa vya kuweka wakati kama metronomes, saa za pendulum, seismometers, na vifaa vya kuchoma uvumba, na inaweza kutumika kuonyesha shida tata za fizikia.
Hatua
Njia 1 ya 3: Kuelewa Pendulum ya Msingi
Hatua ya 1. Jua kuwa pendulum ni uzani unaotegemea kwa uhuru mwisho wa kamba
Kabla ya kuanza kutumia pendulum, unahitaji kujua ni nini pendulum na jinsi inavyofanya kazi. Kwa bahati nzuri, pendulum sio chochote zaidi ya uzito wa kunyongwa ambao unaweza kuzunguka na kurudi. Kamba imefungwa kwa ncha iliyowekwa ili uzito na kamba tu visogee.
- Shikilia mwisho wa mkufu wa pendant au toy ya yo-yo kati ya vidole vyako na songa "uzito" chini. Umetengeneza pendulum yako ya kwanza!
- Mfano wa kawaida wa pendulum ni uzani mkubwa wa kuzunguka kwenye saa ya pendulum.
Hatua ya 2. Kutumia pendulum, vuta uzito nyuma na kisha uitoe
Hakikisha unaweka kamba vizuri na uondoe uzito bila kuusukuma. Uzito utabadilika kwenda na kurudi, kurudi karibu sawa na ulipouacha.
- Pendulum itabadilika milele ikiwa hakuna kitu kinachopunguza kasi au kubadilisha mwelekeo wake.
- Kwa kweli, nguvu za nje kama msuguano na upinzani wa hewa zitapunguza mwendo.
Hatua ya 3. Tengeneza pendulum rahisi na kamba, betri, na kipimo cha mkanda ili kuielewa vizuri
Ikiwa unajifunza kupitia shughuli za mikono au unataka kufundisha watoto jinsi pendulum inavyofanya kazi basi unaweza haraka kujenga pendulum kujaribu:
- Funga ncha moja ya kamba katikati ya kipimo au mkanda wa mbao.
- Funga ncha nyingine kwa betri au mzigo mwingine mdogo.
- Usawazisha kuni yenye urefu wa mita nyuma ya viti viwili sawa ili betri iingie kwa uhuru kati yao na iweze kugeuza bila kupiga chochote.
- Inua betri, weka kamba taut, na uiachilie ili iweze kurudi nyuma na mbele.
Hatua ya 4. Tambua msamiati wa kisayansi wa pendulum
Kama ilivyo kwa shughuli nyingi za kisayansi, kuelewa na kutumia pendulum inawezekana tu ikiwa unajua maneno ambayo yanaelezea.
- Amplitude: Sehemu ya juu ambayo pendulum hufikia.
- Bob: Jina lingine la mzigo kwenye ncha ya pendulum.
- Usawa: katikati ya pendulum; mzigo uko wapi ikiwa hausogei.
- Mzunguko: Idadi ya nyakati pendulum inabadilika kurudi na kurudi kwa wakati uliopewa.
- Kipindi: Kiasi cha wakati inachukua pendulum inayohamia kurudi mahali pamoja.
Njia 2 ya 3: Kutumia Pendulum Kufundisha Fizikia ya Msingi
Hatua ya 1. Kumbuka kuwa majaribio ya pendulum ni njia nzuri ya kufundisha njia ya kisayansi
Njia ya kisayansi imekuwa uti wa mgongo wa utafiti wa kisayansi tangu Ugiriki ya zamani, na pendulum ni kitu ambacho ni rahisi kutengeneza na kutoa matokeo haraka. Wakati wa kufanya majaribio yoyote yafuatayo, chukua muda kuunda dhana, jadili ni mabadiliko gani unayojaribu, na ulinganishe matokeo.
- Jaribu kila wakati hadi mara 5-6 ili kuhakikisha uthabiti wa matokeo yako.
- Kumbuka kujaribu jaribio moja tu kwa wakati - vinginevyo hutajua ni nini hubadilisha swing ya pendulum.
Hatua ya 2. Badilisha uzito mwishoni mwa kamba kufundisha mvuto
Njia moja rahisi ya kujifunza juu ya athari ya mvuto ni kupitia pendulum, na unaweza kushangazwa na matokeo. Kuona athari ya mvuto:
- Vuta pendulum 10 cm na uifungue.
- Tumia saa ya kusimama kwa muda wa kipindi cha pendulum. Rudia mara 5-10.
- Ongeza bob nzito kwa pendulum na kurudia jaribio.
- Kipindi na masafa yatakuwa sawa kabisa! Hii ni kwa sababu mvuto huathiri mizigo yote kwa usawa. Kwa mfano, sarafu na matofali zitaanguka kwa kasi sawa.
Hatua ya 3. Badilisha mahali unapoangusha mzigo kusoma amplitude
Unapovuta kamba juu, umeongeza urefu au urefu wa pendulum. Walakini, je! Hiyo hubadilisha jinsi pendulum inarudi haraka mkononi mwako? Rudia jaribio hapo juu, lakini wakati huu vuta pendulum sentimita 20 mbali na usibadilishe mzigo.
- Ikiwa ulifanya kila kitu kwa usahihi, kipindi cha pendulum hakitabadilika.
- Kubadilisha amplitude hakubadilishi frequency, ukweli ambao utafaa katika trigonometry, sayansi ya sauti, na nyanja zingine nyingi.
Hatua ya 4. Badilisha urefu wa kamba
Rudia jaribio hapo juu, lakini badala ya kubadilisha uzito unavyoongeza au jinsi unavyoiangusha juu, tumia kamba fupi au ndefu.
Wakati huu hakika utaona mabadiliko. Kwa kweli, kubadilisha urefu wa kamba ndio kitu pekee ambacho kitabadilisha kipindi na mzunguko wa pendulum
Hatua ya 5. Jifunze zaidi kuhusu fizikia ya pendulum ili ujifunze juu ya hali, uhamishaji wa nishati, na kuongeza kasi
Kwa wanafunzi waandamizi zaidi au wanafizikia wanaotamani, pendulums ni njia nzuri ya kujifunza uhusiano kati ya kuongeza kasi, msuguano, na trigonometry. Tafuta "hesabu za pendulum," au tengeneza majaribio yako mwenyewe kuyapata. Maswali kadhaa ya kuzingatia:
- Je! Kasi ya bob huhamia katika sehemu yake ya chini kabisa? Je! Unapataje kasi ya bob katika kila hatua?
- Je! Bob ana nguvu gani ya kinetic wakati wowote kwenye pendulum? Kama msaada, tumia equation: Nishati ya Kinetic = 0.5 x Misa ya Bob x Uhamaji2
- Unawezaje kutabiri kipindi cha pendulum kulingana na urefu wa kamba?
Njia 3 ya 3: Kutumia Pendulum Kuchukua Vipimo
Hatua ya 1. Rekebisha urefu wa kamba ili kupima muda
Wakati kuvuta kamba nyuma zaidi na kubadilisha mzigo hauwezi kubadilisha kipindi, kupanua au kufupisha kamba kunaweza kubadilisha kipindi. Hii ndio njia ya kutengeneza saa ya zamani - ikiwa utabadilisha urefu wa pendulum kabisa basi unaweza kufanya kipindi au swing kamili, ambayo inachukua sekunde mbili. Hesabu idadi ya vipindi na unajua ni muda gani umepita.
- Saa ya pendulum imeambatanishwa na gia ili kila wakati pendulum inapozunguka, mkono wa pili kwenye saa utahamia.
- Katika saa ya pendulum, uzito ambao unabadilika katika mwelekeo mmoja hutoa "kupe" na kurudi nyuma ili kutoa "kubisha."
Hatua ya 2. Tumia pendulum yako kupima mitetemo ya karibu, pamoja na matetemeko ya ardhi
Seismograph, mashine inayopima ukubwa na mwelekeo wa matetemeko ya ardhi, ni pendulum tata ambayo hutembea tu wakati ukoko wa Dunia unasonga. Wakati kupima pendulum tu kupima tectonics ya sahani ni ngumu sana, unaweza kugeuza karibu pendulum yoyote kuwa seismograph ya msingi na kalamu na karatasi tu.
- Gundi kalamu au penseli kwa uzito mwishoni mwa pendulum.
- Weka kipande cha karatasi chini ya pendulum ili kalamu iguse karatasi na itengeneze alama.
- Upole pendulum, lakini usitingishe kamba. Kadiri unavyozidi kutikisa pendulum, alama kubwa kwenye kipande chako cha karatasi. Hii inahusishwa na "tetemeko" kubwa zaidi.
- Seismograph ya asili ilikuwa na kipande cha karatasi kinachozunguka ili uweze kuona nguvu ya tetemeko la ardhi kwa muda.
- Pendulum imekuwa ikitumika kupima matetemeko ya ardhi tangu 132 BK nchini China.
Hatua ya 3. Tumia pendulum maalum inayoitwa Foucault's Pendulum ili kudhibitisha kuwa dunia inazunguka
Ingawa leo watu wanajua kuwa dunia huzunguka kwenye mhimili wake, Pendulum ya Foucault ndio ushahidi wa mwanzo wa dhana hii. Ili kuiga tena utahitaji pendulum kubwa, na urefu wa chini wa mita 4.9 na uzani wa zaidi ya kilo 11.3, ili kupunguza vigeuzi vya nje kama vile upepo au msuguano.
- Hoja pendulum kwa njia ambayo inaweza kugeuza kwa muda mrefu.
- Kadiri muda unavyoendelea, utaona kuwa pendulum inabadilika kwa mwelekeo tofauti na ulipoanza swing.
- Hii hufanyika kwa sababu pendulum inasonga kwa laini wakati dunia chini inazunguka.
- Katika ulimwengu wa kaskazini pendulum itasonga saa moja kwa moja na katika ulimwengu wa kusini pendulum itasonga kinyume cha saa.
- Ingawa ni ngumu, unaweza kutumia Pendulum ya Foucault kuhesabu latitudo kwa kutumia hesabu za trigonometric.
Vidokezo
- Unaweza kuhitaji watu wawili kufanya jaribio hili kwa usahihi - mtu mmoja anayetumia pendulum na mtu mwingine anayefuatilia wakati.
- Ikiwa unataka kutengeneza pendulum sahihi zaidi, tumia kamba nyingine kushikilia uzito kwa urefu uliotaka. Choma mwisho wa kamba ili "kushuka" uzito. Hii itakuzuia kutoka kwa bahati mbaya kusukuma uzito mbele au pembeni wakati unaiachilia.
- Watu wengine wanaamini kuwa pendulum pia ina nguvu maalum za uganga.
