Ποια είναι η κίνηση ενός απλού εκκρεμούς στον αέρα;

Η κίνηση ενός απλού εκκρεμούς στον αέρα είναι Αποσυγκροτημένη απλή αρμονική κίνηση . Ακολουθεί μια κατανομή του γιατί:

Απλή αρμονική κίνηση (SHM):

* Ιδανικό σενάριο: Σε ένα τέλειο κενό, ένα απλό εκκρεμές θα ταλαντεύτηκε εμπρός και πίσω με σταθερό πλάτος και περίοδο. Αυτή η εξιδανικευμένη κίνηση είναι SHM.

* Περίοδος: Η περίοδος ταλάντωσης (χρόνος για μία πλήρη ταλάντευση) εξαρτάται μόνο από το μήκος του εκκρεμούς και την επιτάχυνση λόγω βαρύτητας.

απόσβεση:

* Αντίσταση αέρα: Τα μόρια αέρα συγκρούονται με το εκκρεμές Bob, δημιουργώντας μια δύναμη τριβής που αντιτίθεται στην πρότασή του. Αυτή η δύναμη είναι γνωστή ως αντίσταση στον αέρα ή έλξη.

* Απώλεια ενέργειας: Η αντίσταση στον αέρα αναγκάζει το εκκρεμές να χάσει ενέργεια με κάθε κούνια, με αποτέλεσμα τη σταδιακή μείωση του πλάτους.

* Εκθετική αποσύνθεση: Το εύρος της ταλάντωσης αποσυντίθεται εκθετικά με το χρόνο, που σημαίνει ότι μειώνεται με ένα σταθερό κλάσμα σε κάθε χρονικό διάστημα.

Βασικά χαρακτηριστικά του αποσβεσμένου shm:

* Ταλιστική κίνηση: Το εκκρεμές εξακολουθεί να ταλαντεύεται, αλλά το πλάτος μειώνεται με την πάροδο του χρόνου.

* μείωση του εύρους: Η μέγιστη μετατόπιση από την ισορροπία γίνεται μικρότερη με κάθε κούνια.

* Συνεχής περίοδος: Ο χρόνος για μια ταλάντωση παραμένει περίπου σταθερή, ακόμη και όταν το πλάτος μειώνεται. Αυτό ισχύει για την απόσβεση του φωτός.

Παράγοντες που επηρεάζουν την απόσβεση:

* πυκνότητα αέρα: Η υψηλότερη πυκνότητα αέρα οδηγεί σε μεγαλύτερη απόσβεση.

* εκκρεμές bob σχήμα: Μια μεγαλύτερη επιφάνεια ή λιγότερο αεροδυναμικό σχήμα αυξάνει την απόσβεση.

* Pendulum Bob Speed: Η μεγαλύτερη ταχύτητα έχει ως αποτέλεσμα ισχυρότερη αντίσταση στον αέρα.

Οπτικοποίηση της κίνησης:

Φανταστείτε ένα εκκρεμές που ταλαντεύεται εμπρός και πίσω. Σε ένα κενό, οι κούνιες του θα ήταν απόλυτα συμμετρικές και συνεχείς. Στον αέρα, οι κούνιες σταδιακά γίνονται μικρότερες έως ότου το εκκρεμές τελικά θα ξεκουραστεί.

Συνοπτικά:

Η κίνηση ενός απλού εκκρεμούς στον αέρα είναι ένας συνδυασμός SHM και απόσβεσης λόγω της αντίστασης του αέρα. Το εκκρεμές κυμαίνεται με μειωμένο εύρος διατηρώντας παράλληλα μια σχεδόν σταθερή περίοδο μέχρι να ξεκουραστεί τελικά.