Um pêndulo é um dispositivo simples composto de um peso suspenso em uma corda, arame, metal ou outro material que oscila para a frente e para trás. Pêndulos foram usados em relógios de vovô e afins para manter o tempo. Princípios científicos governam o que afeta a taxa de oscilação do pêndulo. Esses princípios predizem como um pêndulo se comporta com base em suas características.
TL; DR (muito longo; não lidos)
As forças da gravidade, a massa do pêndulo, o comprimento do braço, fricção e resistência do ar afetam a taxa de oscilação.
Motion
Puxe um pêndulo para trás e solte-o. Você pode deixar o pêndulo balançar para frente e para trás sozinho ou, no caso de um relógio, girá-lo com as engrenagens. De qualquer forma, o princípio do movimento periódico afeta o pêndulo. A força da gravidade puxa o peso, ou sacode, enquanto balança. O pêndulo age como um corpo em queda, movendo-se em direção ao centro do movimento a uma taxa constante e depois retornando.
Comprimento
A taxa de oscilação, ou frequência, do pêndulo é determinada pelo seu comprimento . Quanto mais longo o pêndulo, se é uma corda, haste de metal ou arame, mais lento o pêndulo balança. Por outro lado, quanto menor o pêndulo, mais rápida será a taxa de oscilação. Isso representa um princípio absoluto que sempre funcionará, não importa o tipo de design. Em relógios de pêndulo com pêndulos compridos ou relógios com pêndulos mais curtos, a taxa de oscilação depende do comprimento do pêndulo.
Amplitude
Amplitude refere-se ao ângulo de oscilação, ou até a volta do pêndulo. Um pêndulo em repouso tem um ângulo de 0 graus; Puxe-o para trás entre o descanso e o paralelo ao chão e você terá um ângulo de 45 graus. Comece um pêndulo e você determina a amplitude. Experimente diferentes pontos de partida e descubra que a amplitude não afeta a taxa de oscilação. Levará o pêndulo na mesma quantidade de tempo para retornar ao seu ponto de partida. Uma exceção envolve um ângulo muito grande, um além de qualquer oscilação 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 oscilação é o peso do prumo. Aumente o peso no pêndulo e a gravidade apenas puxa com mais força, nivelando o peso extra. Como a School for Champions aponta, a força da gravidade em qualquer objeto em queda é a mesma, não importa qual seja a massa do objeto.
Resistência ao ar /Fricção -
Em uma aplicação real, a resistência do ar afeta a taxa de swing. Cada balanço encontra essa resistência e diminui o ritmo, embora possa não ser o suficiente para ser notado durante um balanço. Fricção também diminui o balanço. Se o pêndulo estiver balançando com base na inércia da liberação inicial, eventualmente ele irá parar.
Vibração Simpática
A taxa de oscilação de um pêndulo se ajusta quando colocado próximo a outro pêndulo. Esse fenômeno é chamado de vibração simpática. Os pêndulos passam movimento e energia para trás e para frente. Esta transferência fará com que a taxa de oscilação de um pêndulo seja idêntica à do outro pêndulo.
