Simple Pendulum vs Compound Pendel
Penduler er en type objekter som viser periodiske oscillerende bevegelser. Den enkle pendelen er grunnformen til pendelen, som vi er mer kjent med, mens den sammensatte pendelen er en utvidet form av den enkle pendelen. Begge disse enhetene er svært viktige i forståelsen av felt som klassisk mekanikk, bølger og vibrasjoner og andre relaterte felt i fysikk. I denne artikkelen skal vi diskutere hva enkel pendel og sammensatt pendel er, deres virkemåte, de matematiske formlene som beskriver bevegelsen til enkel pendel og sammensatt pendel, anvendelsene av disse to, likhetene mellom enkel pendel og sammensatt pendel, og til slutt forskjellen mellom enkel pendel og sammensatt pendel.
Simple Pendulum
Den enkle pendelen består av en pivot, en snor og en masse. For å lette beregningene antas strengen å være ikke-elastisk og ha null masse, og luftviskositeten på massen er ubetydelig. Snoren svinges, og massen henges etter strengen slik at den kan svinge fritt. De eneste kreftene som virker på massen er gravitasjonskraften og strengens spenning. Bevegelsen til en enkel pendel for svært små vinkler sies å være i form av enkle harmoniske svingninger. Den enkle harmoniske bevegelsen er definert som en bevegelse i form av a=– (ω^2) x hvor "a" er akselerasjonen og "x" er forskyvningen fra likevektspunktet. Begrepet ω er en konstant. En enkel harmonisk bevegelse krever en gjenopprettingskraft. I dette tilfellet er gjenopprettingskraften det konservative kraftfeltet for gravitasjon. Den totale mekaniske energien til systemet er bevart. Svingningsperioden er gitt av hvor l er lengden på strengen og g er gravitasjonsakselerasjonen. Hvis viskositet eller annen dempende kraft er tilstede, identifiseres systemet som en dempet oscillasjon.
Compound Pendulum
Den sammensatte pendelen, som også er kjent som den fysiske pendelen, er en forlengelse av den enkle pendelen. Den fysiske pendelen er ethvert stivt legeme som er svingt slik at det kan svinge fritt. Den sammensatte pendelen har et punkt som kalles oscillasjonssenteret. Denne plasseres i en avstand L fra pivoten hvor L er gitt ved L=I/mR; her er m massen til pendelen, I er treghetsmomentet over pivoten, og R er avstanden til massesenteret fra pivoten. Svingningsperioden for den fysiske pendelen er gitt ved T=L er kjent som lengden på svingningen.
Hva er forskjellen mellom enkle og sammensatte pendler?
• Perioden og derfor frekvensen til den enkle pendelen avhenger bare av lengden på strengen og gravitasjonsakselerasjonen. Perioden og frekvensen til den sammensatte pendelen avhenger av svingningslengden, treghetsmomentet og massen til pendelen, samt gravitasjonsakselerasjonen.
• Den fysiske pendelen er det virkelige scenarioet for den enkle pendelen.
