Gesetze der Pendelbewegung

Viele der frĂŒhen Astronomen haben Pendel studiert, um das Universum besser zu verstehen...

Pendel haben interessante Eigenschaften, mit denen Physiker andere Objekte beschreiben. Zum Beispiel folgt die Planetenbahn einem Àhnlichen Muster. Diese Eigenschaften stammen aus einer Reihe von Gesetzen, die die Bewegung des Pendels steuern. Durch das Erlernen dieser Gesetze können Sie beginnen, einige grundlegende Prinzipien der Physik und der Bewegung im Allgemeinen zu verstehen.

Pendel Terminologie

Die Gesetze der Pendelbewegung bestimmen das Timing in Uhren.

Sie können aus fast allem ein Pendel machen. Stellen Sie sich eine Kugel vor, die am Ende einer Saite befestigt ist: das macht ein Pendel. Physiker bezeichnen den Ball typischerweise als "Pendelbalken". Die Pendelbewegung schwingt in einem Winkel von einer Seite zur anderen; Stellen Sie sich das hĂ€ngende Pendel einer Uhr vor. Physiker beziehen sich auf die Bewegung von Pendel in Schwingungen. Eine Schwingung beschreibt die volle Bewegung von einem Punkt und zurĂŒck. Bild das Pendel so hoch wie möglich auf die rechte Seite heben; Eine Schwingung wĂŒrde von diesem Punkt bis zur linken Seite und zurĂŒck gehen.

Bewegung

Die Physik der Pendelbewegung fĂŒhrte zu einem wichtigen Ergebnis in der Physik.

Die Gesetze, die die Pendelbewegung regeln, fĂŒhrten zur Entdeckung einer wichtigen Eigenschaft. Physiker zerlegen KrĂ€fte in eine vertikale und eine horizontale Komponente. Bei der Pendelbewegung arbeiten drei KrĂ€fte direkt auf das Pendel: die Masse des Bobs, die Schwerkraft und die Spannung in der Saite. Masse und Schwerkraft wirken vertikal nach unten. Da sich das Pendel nicht nach oben oder unten bewegt, hebt die vertikale Komponente der Saitenspannung die Masse und die Schwerkraft auf. Dies zeigt, dass die Masse eines Pendels fĂŒr seine Bewegung nicht relevant ist, aber die horizontale Saitenspannung.

Newtons erstes Gesetz

Newtons erstes Gesetz definiert die Geschwindigkeit von Objekten als Antwort auf KrĂ€fte. Das Gesetz besagt, dass, wenn sich ein Objekt mit einer bestimmten Geschwindigkeit und in einer geraden Linie bewegt, es sich mit dieser Geschwindigkeit und in einer geraden Linie unendlich weiterbewegt, solange keine andere Kraft darauf wirkt. Stellen Sie sich vor, Sie werfen einen Ball geradeaus; Der Ball wĂŒrde immer wieder um die Erde herumgehen, wenn der Luftwiderstand und die Schwerkraft nicht auf ihn einwirken wĂŒrden. Dieses Gesetz zeigt, dass, da sich ein Pendel von Seite zu Seite und nicht auf und ab bewegt, es keine auf und ab wirkenden KrĂ€fte hat.

Newtons drittes Gesetz

Newtons drittes Gesetz besagt, dass jede Aktion eine gleich starke Reaktion hat. Dieses Gesetz arbeitet mit dem ersten Gesetz, das zeigt, dass, obwohl die Masse und die Schwerkraft die vertikale Komponente des Saitenspannungsvektors aufheben, nichts die horizontale Komponente aufhebt. Dieses Gesetz zeigt, dass sich die auf ein Pendel wirkenden KrĂ€fte gegenseitig aufheben können. Physiker verwenden Newtons erste und dritte Gesetze, um zu beweisen, dass die horizontale Saitenspannung das Pendel ohne RĂŒcksicht auf Masse oder Schwerkraft bewegt.

Zeitgesetz

Mathematiker verwenden oszillierende Kurven, um die Pendelbewegung zu beschreiben.

Die Periode eines Pendels beschreibt die LĂ€nge der Zeit, die ein Pendel braucht, um von einem Punkt durch eine Schwingung und zurĂŒck zu gehen. Da die Masse eines Pendels keinen Einfluss auf seine Bewegung hat, haben Physiker bewiesen, dass alle Pendel die gleiche Periode fĂŒr Schwingungswinkel haben - der Winkel zwischen dem Mittelpunkt des Pendels an seinem höchsten Punkt und dem Mittelpunkt des Pendels an seiner angehaltenen Position. - weniger als 20 Grad.

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