Nám kólfsins - hvernig á að finna tímabil einföldum pendúl sveiflu

Fjölbreytni sveifluspennur ferlum sem umlykja okkur, svo mikið sem er óvart - og það er eitthvað sem er ekki sveiflast? Varla, því jafnvel alveg fasteignar hlut, segja steinn, sem er þúsundir ára er enn, enn sveiflast ferli - reglulega hitnar á daginn, auka, og á kvöldin kólnar og hlaupið. Og nánustu Dæmi - tré og útibú - allt sleitulaust allt líf sitt. En þá - steinn, viður. Og ef þú vindur bara þrýsting á bilinu 100 hæða húsi? Það er þekkt, til dæmis, að efsti Ostankinskaya turninn er sveigður og til baka á 5-12 metra, vel en engin kólfsins 500 m háir. Og eins langt og hækkanir stærð svipaðan byggingu frá hita munur? Hér er hægt að flokka og titringur vél og gangverk turn. Bara hugsa, í flugvél þar sem þú flýgur breytilegt stöðugt. Ekki breyta um skoðun að fljúga? Það er ekki nauðsynlegt, vegna þess að sveiflur - er kjarninn í heiminum í kringum okkur, við getum ekki losna við þá - þeir geta aðeins að taka tillit til og beita "gott fyrir".

Eins og venjulega, rannsókn á flóknustu sviðum þekkingar (og þeir bara gerist ekki) hefst með kynningu á einföldu líkani. Og það er einfaldara og meira skiljanlegt að skynjun líkan af sveifluspennur ferli, en kólfinn. Það er hér, í rannsókn á eðlisfræði, við heyrum fyrst þetta dularfulla setningu - ". Tímabil sveiflu á einfaldan pendúl" Pendulum - er þráður og hlaða. Og hvað er þetta svo sérstakt Pendulum - Stærðfræði? Mjög einfalt, þetta pendúl er ráð fyrir að þráður hefur ekki vægi ekki teygjanlegur og efni benda titrar undir áhrifum þyngdaraflsins. Staðreyndin er sú að yfirleitt, miðað ferli, til dæmis, sveiflur geta ekki verið alveg fullt tillit eðliseiginleikum svo sem þyngd, mýkt, o.fl. Allir þátttakendur í tilrauninni. Á sama tíma, áhrif sumir þeirra í ferlinu er hverfandi. Til dæmis, a priori það er litið svo á að Pendulum þyngd og mýkt garn vissar aðstæður hafa engin merkjanleg áhrif á tímabilið sveiflu á stærðfræði kólfsins er hverfandi lítil, þannig að áhrif þeirra er útilokuð frá íhugun.

Ákvörðun tímabilið sveiflu kólfsins, ef ekki auðveldasta varla vitað er þetta: tímabilið - sá tími sem fer fram einn heill oscillation. Við skulum gera merki í einu af erfiðustu atriði hreyfingu farms. Nú í hvert skipti sem lið er lokað, sem gerir að telja fjölda heill sveiflum og athugaðu tíma, segjum 100 titringi. Ákvarða lengd einnar tímabils er a smella. Við framkvæma þessa tilraun til sveiflast í einu plani kólfsins í eftirfarandi tilvikum:

- mismunandi upphafsgildi amplitude;

- mismunandi álag þyngd.

Við munum fá töfrandi niðurstöður við fyrstu sýn: í öllum tilvikum, tímabilið einfaldan pendúl oscillation óbreytt. Með öðrum orðum, sveifluvídd og upphafleg þyngd af efninu benda á lengd tímabilsins ekki beita ekki áhrif. Nánari umfjöllun er aðeins einn ókostur - því hlaða hæð við akstur breytingu, þá endurheimta afl meðfram slóð breytu, sem er óþægilegur fyrir útreikninga. Nokkuð svindla - Push pendúl einnig í þvert á stefnu - það byrjar að lýsa keilulaga yfirborð, tímabilið T snúningsás er enn sami, the hraði af hreyfingu í stefnu ummáls V - Constant ummál, ásamt hvaða flytur þar þunga S = 2πr, a endurkomu krafturinn beint eftir radíus.

Þá erum við að reikna út tímabilið sveiflu á einfaldan pendúl:

T = S / V = 2πr / v

Ef lengd á gengjulausa L marktækt meira farms stærð (að minnsta kosti 15-20 sinnum), og þráðurinn hallahorni er lítill (lítill amplitude), getum við gert ráð fyrir endurkomu krafturinn P er jafn stór og centripetal gildi F:
P = F = m * V * V / R

Á hinn bóginn er tími endurheimta afl og Hverfitregða álag er jöfn, og þá

P * L = r * (m * g), sem felur í sér að teknu tilliti til þess að P = F, eftirfarandi jöfnu: r * m * g / l = m * V * v / r

Ekki erfitt að finna hraða kólfsins: V = r * √g / l.

Og nú muna fyrstu tjáningu fyrir tímabilið og í stað verðmæti hraða:

T = 2πr / R * √g / l

Eftir umbreytingu formúla skeiðinu heföbundnu stærðfiæöilegs pendúl sveiflna í því endanlega formi er sem hér segir:

T = 2 π √ l / g

Nú áður mælinidurstödunum niðurstöður sjálfstæði sveiflutíma af þyngd byrðarinnar og amplitude hafa verið staðfest í greiningar formi og virðist ekki vera svo "ótrúlegt", eins og þeir segja, eins og krafist er.

Meðal annars, meðhöndla seinni tjáningu fyrir tímabilið sveiflu stærðfræðilega kólfsins er hægt að sjá gott tækifæri til að mæla þyngdarhröðun. Það er nóg að setja saman tilvísun Pendulum á hverjum stað á jörðinni og til að mæla tímabil sveiflum hennar. Og svo, alveg óvænt, einföld og einfalt Pendulum hefur gefið okkur tækifæri til að rannsaka dreifingu á þéttleika skorpu jarðar, allt til að leita jörð námur. En það er önnur saga.