Sådan bruges et pendul

Et pendul er en ophængt vægt af en stang eller wire, der svinger frem og tilbage. Pendler findes i tidsmærkeindretninger som metronomer, vægure, seismometre og oscillerende røgelsebrændere og kan bruges til at illustrere komplekse fysiske problemer.

indhold

Trin

Metode 1forstå grundlæggende pendler

Video: hypnose med pendul - nlp og hypnose - lær hypnose - nlp uddannelse

Metode 2brug af pendler til at undervise i grundlæggende fysik

Video: hvordan bliver jeg selv ekspert i pendulering 001.mov
Video: eddy current tubes
Video: bølger og svingninger - pendulet

Metode 3brug af pendler til at foretage målinger

Tips
Kilder og citater

trin

Metode 1
Forstå grundlæggende pendler

Ved at et pendul er en vægt, som oscillerer frit i enden af en ledning. Før du begynder at bruge et pendul, skal du vide, hvad det er, og hvordan det virker. Heldigvis er et pendul ikke mere end en hængende vægt, der kan svinge frem og tilbage. Ledningen er fastgjort til et fast punkt, så kun vægten og ledningen kan bevæge sig.

Hold enden af halskæden med vedhæng eller yoyo mellem dine fingre og bevæg "vægt" på bunden. Du har lige lavet dit første pendul!
Et almindeligt eksempel på et pendul er den store vægt, der hænger på et antikvagt vægur.

For at bruge et pendul trækker du vægten ud og frigiver den. Sørg for at holde ledningen strakt og løs vægten uden at skubbe den. Vægten svinger frem og tilbage og vender tilbage til den samme højde, hvorfra den blev frigivet.

Pendulet vil oscillere for evigt, hvis der ikke sker noget at afbryde eller ændre retning.
Faktisk reducerer ydre kræfter som friktion og luftmodstand pendulets hastighed.

Lav et simpelt pendul med wire, en stak og en reference, for at forstå bedre. Hvis du lærer gennem praktiske aktiviteter, eller hvis du vil lære børn hvordan pendler fungerer, kan du hurtigt lære at lave et pendul til at eksperimentere:

Fastgør den ene ende af ledningen til midten af en ramme eller sonde.
Fastgør den modsatte ende til et batteri eller anden lignende lille vægt.
Balancér rammen på bagsiden af to ens stole, så stakken svinger frit mellem dem og kan svinge uden at ramme noget.
Hold stakken ved at holde ledningen stram og slip den så den svinger frem og tilbage.

Video: Hypnose med pendul - NLP og hypnose - Lær hypnose - NLP uddannelse

Genkend det videnskabelige ordforråd for pendler. Som de fleste videnskabelige undersøgelser er det kun muligt at forstå og bruge pendulerne, hvis de kender de ord, der beskriver dem.

amplitude: Det højeste punkt, som pendulet når.
Bob: Et andet navn for vægten i slutningen af pendulet.
balance: Pendulets midterpunkt - hvor vægten hviler, når den ikke bevæger sig.
frekvens: Antallet gange en pendul svinger frem og tilbage over en given periode.
periode: Den tid, pendulet tager for at vende tilbage til det samme punkt.

Metode 2
Brug af pendler til at undervise i grundlæggende fysik

Ved at eksperimenter med pendler er en fantastisk måde at lære den videnskabelige metode på. Den videnskabelige metode har været hovedrollen i den videnskabelige forskning, da de gamle grækere og pendlerne er lette at bevæge sig og se øjeblikkelige resultater. Når du foretager nogen af følgende eksperimenter, formulerer du en hypotese, tal om hvilken variabel du tester, og sammenligner resultaterne.

Altid eksperimentere 5-6 gange for at sikre, at resultaterne er konsistente.
Husk at prøve kun ét eksperiment ad gangen - ellers ved du ikke, hvad der ændrede pendelens sving.

Video: Hvordan bliver jeg selv ekspert i Pendulering 001.MOV

Skift vægten i enden af ledningen for at lære om tyngdekraften. En af de enkleste måder at lære om tyngdekraftenes virkninger er gennem pendulet, og resultaterne kan overraske dig. For at se tyngdekraftenes virkninger:

Træk pendulet 10 cm og slip det.
Brug en timer til at tælle pendelperioden. Gentag 5-10 gange.
Tilføj en tyngre bob til pendulet og gentag eksperimentet.
Perioden og frekvensen vil være nøjagtig den samme! Det skyldes, at tyngdekraften påvirker alle vægte på samme måde. En mønt og en mursten, for eksempel, vil falde med samme hastighed.

Skift hvor du taber vægten, for at lære om amplitude. Når du trækker ledningen højere, øges det pendulets amplitude eller højpunkt. Men ændrer dette den hastighed, hvormed pendulet vender tilbage til din hånd? Gentag ovenstående forsøg, men træk pendulet 20 centimeter denne gang i stedet for at ændre vægten.

Hvis du gør alt rigtigt, ændres "nej" pendelperioden.
Ændring af amplitude ændrer ikke frekvensen, en kendsgerning, der er nyttig i trigonometriklassen, videnskaben om lyd og flere andre felter.

Skift ledningens længde. Gentag ovenstående eksperiment, men i stedet for at ændre mængden af ekstra vægt eller højden af penduludløsningen, brug en meget kortere eller længere ledning.

Denne gang vil du helt sikkert mærke en ændring. Faktisk ændrer ledningens længde det eneste, som ændrer en penduls periode og hyppighed.

Video: Eddy Current Tubes

Gå dybere ind i pendulfysikken for at lære om inerti, energioverførsel og acceleration. For ældre studerende eller håbende fysikere er pendler en fantastisk måde at lære om forholdet mellem acceleration, friktion og trigonometri. Søg efter "pendulækninger" eller udvikle dine egne eksperimenter for at finde dem. Nogle spørgsmål at overveje:

Ved hvilken fart bevæger boben sig ved det laveste punkt? Hvordan finder du bob hastighed til enhver tid?
Hvor meget kinetisk energi har boben til enhver tid i pendulet? For hjælp, brug ligningen: Kinetisk energi = 0,5 x bob masse x hastighed²
Hvordan kan du forudsige et penduls periode, baseret på ledningens længde?

Video: Bølger og svingninger - Pendulet

Metode 3
Brug af pendler til at foretage målinger

Juster længden af ledningen for at måle tiden. Selvom der trækkes mere garn og ændrer vægten, ændrer ikke perioden, øges eller formindskes garnets længde. Sådan fremstilles antikke ure - ved at ændre pendelens længde helt, kan det medføre en periode eller fuld gang at holde to sekunder. Tæl antallet af perioder, og du vil vide, hvor meget tid der er gået.

Pendulet ure er fastgjort til gear, så hver gang pendulet svinger, bevæger urens hånd.
I et gammelt vægur er vægten der oscillerer i en retning, "tick" og bagsvingningen gør "tick".

Brug dit pendul til at måle nærliggende vibrationer, herunder jordskælv. Seismografer, maskiner, der måler jordskælvs intensitet og retning, er komplekse pendler, som bevæger fjer, når jordskorpen bevæger sig. Selvom kalibrering af et pendul til måling af kun de tektoniske plader er ekstremt kompliceret, er det muligt at omdanne ethvert pendul til en grundlæggende seismograf ved hjælp af en pen og et stykke papir.

Vedhæft en pen eller blyant til vægten i slutningen af dit pendul.
Placer et stykke papir under pendulet, så penen rører papiret og kan efterlade mærker.
Sving forsigtigt pendulet, men ikke ledningen. Jo stærkere du svinger pendulet, desto større mærker på papiret. Dette svarer til et større jordskælv.
Ægte seismografer har et roterende stykke papir, så du kan se jordskælvsstyrken over tid.
Pendulerne blev allerede brugt til at måle jordskælv i 132 e.Kr. i Kina.

Brug et specielt pendul, kaldet Foucault Pendulum, for at bevise, at Jorden roterer. Selvom folk vidste, at Jorden drejede om sin egen akse, var Foucaults Pendulum det første synlige bevis på konceptet. For at replikere det skal du have et stort pendul, mindst 5 meter, der vejer mere end 11,5 kg, for at minimere eksterne variabler som vind eller friktion.

Sæt dit pendul i bevægelse, længe nok til at svinge i lang tid.
Som tiden går, vil du bemærke, at pendulet svinger i en anden retning end den, hvor du startede den.
Dette sker fordi pendulet bevæger sig i en lige linje, mens jorden under den roterer.
På den nordlige halvkugle drejer pendulet med uret og i syd mod uret.
Selvom det er kompliceret, kan du bruge et Foucault Pendulum til at beregne din breddegrad ved hjælp af en trigonometrisk ligning.

tips

Du kan have brug for to personer til at gøre disse eksperimenter nøjagtigt - en til at bruge pendulet og en anden til at tælle tiden.
Hvis du vil lave et mere præcist pendul, skal du bruge en anden ledning til at holde vægten i den ønskede højde. Brænd enden af ledningen til "tip" vægten. Dette forhindrer dig i at skubbe vægten fremad eller til siden, når du slipper den.
Nogle mennesker tror, at pendler også har specielle guddommelige kræfter.