Paprasta švytuoklė prieš sudėtinę švytuoklę
Švytuoklės yra objektų rūšis, rodanti periodinius svyruojančius judesius. Paprasta švytuoklė yra pagrindinė švytuoklės forma, kuri mums yra geriau pažįstama, o sudėtinė švytuoklė yra išplėstinė paprastosios švytuoklės forma. Abu šie prietaisai yra labai svarbūs suprantant tokias sritis kaip klasikinė mechanika, bangos ir vibracijos bei kitos susijusios fizikos sritys. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra paprasta švytuoklė ir sudėtinė švytuoklė, jų veikimas, matematinės formulės, apibūdinančios paprastos švytuoklės ir sudėtinės švytuoklės judėjimą, šių dviejų pritaikymo būdai, paprastosios švytuoklės ir sudėtinės švytuoklės panašumai ir pagaliau skirtumas tarp paprastos ir sudėtinės švytuoklės.
Paprasta švytuoklė
Paprastą švytuoklę sudaro šarnyras, virvelė ir masė. Kad būtų lengviau atlikti skaičiavimus, daroma prielaida, kad eilutė nėra elastinga ir neturi nulinės masės, o oro klampa ant masės yra nereikšminga. Virvelė pasukama, o masė pakabinama virvele, kad ji galėtų laisvai svyruoti. Vienintelės masę veikiančios jėgos yra gravitacinė jėga ir stygos įtempimas. Sakoma, kad paprastos švytuoklės judėjimas labai mažiems kampams yra paprastų harmoninių virpesių pavidalu. Paprastas harmoninis judesys apibrėžiamas kaip judėjimas, kurio forma yra = - (ω ^ 2) x, kur „a“yra pagreitis, o „x“- poslinkis iš pusiausvyros taško. Terminas ω yra konstanta. Paprastam harmoniniam judesiui reikia atstatančios jėgos. Šiuo atveju atstatanti jėga yra konservatyvus gravitacijos jėgos laukas. Išsaugoma bendra sistemos mechaninė energija. Svyravimo periodas nurodomas kur l yra stygos ilgis, o g - gravitacinis pagreitis. Jei yra klampa ar bet kokia kita slopinimo jėga, sistema identifikuojama kaip slopinta virpesė.
Sudėtinė švytuoklė
Sudėtinė švytuoklė, kuri taip pat žinoma kaip fizinė švytuoklė, yra paprastosios švytuoklės pratęsimas. Fizinė švytuoklė yra bet koks standus kūnas, kuris pasukamas taip, kad galėtų laisvai svyruoti. Sudėtinė švytuoklė turi tašką, vadinamą virpesių centru. Tai padedama L atstumu nuo šarnyro, kur L yra L = I / mR; čia m yra švytuoklės masė, I - inercijos momentas virš šarnyro ir R - atstumas iki masės centro nuo šarnyro. Fizinės švytuoklės svyravimo periodas nurodomas T = L yra žinomas kaip sukimosi ilgis.
Kuo skiriasi paprastos ir kombinuotos švytuoklės?
• Paprastosios švytuoklės periodas ir dažnis priklauso tik nuo stygos ilgio ir gravitacinio pagreičio. Sudėtinės švytuoklės periodas ir dažnis priklauso nuo sukimosi ilgio, inercijos momento ir švytuoklės masės, taip pat nuo gravitacinio pagreičio.
• Fizinė švytuoklė yra paprasto švytuoklės realaus gyvenimo scenarijus.
