Simple Pendulum vs Compound Pendulum
Penduler er en type objekter, der viser periodiske oscillerende bevægelser. Det simple pendul er pendulets grundform, som vi er mere bekendt med, hvorimod det sammensatte pendul er en forlænget form af det simple pendul. Begge disse enheder er meget vigtige i forståelsen af felter som klassisk mekanik, bølger og vibrationer og andre relaterede felter i fysik. I denne artikel vil vi diskutere, hvad simpelt pendul og sammensat pendul er, deres funktion, de matematiske formler, der beskriver bevægelsen af enkelt pendul og sammensat pendul, anvendelserne af disse to, lighederne mellem simpelt pendul og sammensat pendul, og endelig forskellen mellem simpelt pendul og sammensat pendul.
Simple Pendulum
Det simple pendul består af et omdrejningspunkt, en snor og en masse. For at lette beregningerne antages strengen at være ikke-elastisk og have nul masse, og luftviskositeten på massen er ubetydelig. Snoren drejes, og massen hænges i snoren, så den kan svinge frit. De eneste kræfter, der virker på massen, er tyngdekraften og strengens spænding. Bevægelsen af et simpelt pendul for meget små vinkler siges at være i form af simple harmoniske svingninger. Den simple harmoniske bevægelse er defineret som en bevægelse i form af a=– (ω^2) x hvor "a" er accelerationen og "x" er forskydningen fra ligevægtspunktet. Udtrykket ω er en konstant. En simpel harmonisk bevægelse kræver en genoprettelseskraft. I dette tilfælde er gendannelseskraften det konservative kraftfelt for gravitation. Systemets samlede mekaniske energi bevares. Oscillationsperioden er givet ved, hvor l er længden af strengen og g er tyngdeaccelerationen. Hvis der er viskositet eller anden dæmpningskraft til stede, identificeres systemet som en dæmpet svingning.
Compound Pendulum
Det sammensatte pendul, som også er kendt som det fysiske pendul, er en forlængelse af det simple pendul. Det fysiske pendul er ethvert stivt legeme, der er drejet, så det kan svinge frit. Det sammensatte pendul har et punkt kaldet oscillationscentrum. Denne er placeret i en afstand L fra omdrejningspunktet, hvor L er givet ved L=I/mR; her er m pendulets masse, I er inertimomentet over drejetappen, og R er afstanden til massemidtpunktet fra drejetappen. Oscillationsperioden for det fysiske pendul er givet ved T=L er kendt som længden af gyration.
Hvad er forskellen mellem simple og sammensatte penduler?
• Perioden og derfor frekvensen af det simple pendul afhænger kun af længden af strengen og gravitationsaccelerationen. Perioden og frekvensen af det sammensatte pendul afhænger af svingningslængden, inertimomentet og pendulets masse samt tyngdeaccelerationen.
• Det fysiske pendul er det virkelige scenarie for det simple pendul.
