Contente
- TL; DR (muito longo; não leu)
- Movimento
- comprimento
- Amplitude
- Massa
- Resistência ao Ar / Fricção
- Vibração Simpática
Um pêndulo é um dispositivo simples composto por um peso suspenso em uma corda, arame, metal ou outro material que oscila para frente e para trás. Pêndulos têm sido usados em relógios de ponto e afins para manter o tempo. Os princípios científicos governam o que afeta a taxa de giro do pêndulo. Esses princípios preveem como um pêndulo se comporta com base em suas características.
TL; DR (muito longo; não leu)
As forças da gravidade, a massa do pêndulo, o comprimento do braço, a fricção e a resistência do ar afetam a taxa de oscilação.
Movimento
Puxe um pêndulo para trás e solte-o. Você pode deixar o pêndulo girar para frente e para trás por conta própria ou, no caso de um relógio, fazer com que ele gire com as engrenagens. De qualquer maneira, o princípio do movimento periódico afeta o pêndulo. A força da gravidade diminui o peso, ou bob, à medida que oscila. O pêndulo age como um corpo em queda, movendo-se em direção ao centro do movimento a uma velocidade constante e depois retornando.
comprimento
A taxa de oscilação, ou frequência, do pêndulo é determinada pelo seu comprimento. Quanto mais longo o pêndulo, seja um barbante, uma haste ou um fio de metal, mais lento o pêndulo oscila. Por outro lado, quanto menor o pêndulo, mais rápida a taxa de giro. Isso representa um princípio absoluto que sempre funcionará, independentemente do tipo de design. Em relógios de primeira geração com pêndulos longos ou relógios com relógios mais curtos, a taxa de oscilação depende do comprimento dos pêndulos.
Amplitude
Amplitude refere-se ao ângulo de giro, ou a que distância o pêndulo oscila. Um pêndulo em repouso tem um ângulo de 0 graus; puxe-o para trás a meio caminho entre repouso e paralelo ao chão e você terá um ângulo de 45 graus. Inicie um pêndulo e você determina a amplitude. Experimente diferentes pontos de partida e você descobrirá que a amplitude não afeta a taxa de giro. O pêndulo levará a mesma quantidade de tempo para retornar ao seu ponto de partida. Uma exceção envolve um ângulo muito grande, um além de qualquer rotação razoável para um relógio ou qualquer outro dispositivo. Nesse caso, a taxa de oscilação será afetada à medida que o pêndulo for mais rápido.
Massa
Um fator que não afeta a taxa de giro é o peso da bobina. Aumente o peso no pêndulo e a gravidade se esforça mais, nivelando o peso extra. Como aponta a School for Champions, a força da gravidade em qualquer objeto em queda é a mesma, independentemente da massa dos objetos.
Resistência ao Ar / Fricção
Em uma aplicação no mundo real, a resistência do ar afeta a taxa de giro. Cada balanço encontra essa resistência e diminui o ritmo, embora possa não ser suficiente para ser notado durante um balanço. O atrito também retarda o balanço. Se o pêndulo estiver oscilando com base na inércia da liberação inicial, eventualmente ele irá parar.
Vibração Simpática
A taxa de oscilação de um pêndulo se ajusta quando colocada próxima a outro pêndulo. Esse fenômeno é chamado de vibração simpática. Os pêndulos passam movimento e energia para frente e para trás. Essa transferência fará com que a taxa de giro de um pêndulo seja idêntica à do outro pêndulo.