DifiTsi.com

Utilizați un pendul

Un pendul este o greutate care atârnă de o tijă sau un cordon și se leagă înainte și înapoi. Pendulurile se găsesc în ceasuri precum metronomii, ceasurile bunicului, seismometrele și arzătoarele cu tămâie oscilantă și pot fi folosite și pentru a ilustra sarcini fizice complexe.

metodă

Metoda 1
Înțelegeți pendulumurile simple

Imaginea intitulată Utilizați un pendul Pasul 1
1
Trebuie să știți că un pendul este o greutate care atârnă liber la sfârșitul unui șir. Înainte de a începe să utilizați un pendul, trebuie să știți ce este și cum funcționează. Din fericire, un pendul nu este altceva decât o greutate agățată care se poate mișca înainte și înapoi. Cablul este atașat la un punct fix, astfel încât numai greutatea și cablul să se deplaseze.
  • Țineți sfârșitul unui colier cu un pandantiv sau yo-yo între degete și deplasați "greutatea" în partea de jos. Ai făcut primul tău pendul!
  • Un exemplu obișnuit al unui pendul este greutatea mare care se învârte într-un ceas de bunic.
  • Imaginea intitulată Utilizați un pendul Pasul 2
    2
    Trageți greutatea înapoi și eliberați-o pentru a utiliza un pendul. Asigurați-vă că țineți cordonul strâns și lăsați-l să plece fără să-l împingi. Greutatea se învârte înapoi și înapoi, revenind la aproximativ aceeași înălțime pe care l-ați lansat.
  • Un pendul continuă să se balanseze dacă nu se întâmplă nimic care îl încetinește sau își schimbă direcția.
  • În realitate, forțele externe, cum ar fi frecare și tragere, încetinesc pendulul.
  • Imaginea intitulată Utilizați un pendul Pasul 3
    3
    Construiți un pendul simplu dintr-un șir, o baterie și o regulă pliabilă pentru o mai bună înțelegere. Dacă doriți să învățați prin acțiuni practice sau să învățați copiii cum funcționează pendulumurile, puteți construi rapid un pendul pentru a experimenta:
  • Legați un capăt al unui șir până la mijlocul unui etalon.
  • Puneți capătul opus unei baterii sau unei greutăți mici.
  • Plasați regula de pliere pe spătarul a două scaune de aceeași înălțime, astfel încât bateria să se poată suspenda liber între ele și să lege fără să se lovească în ea.
  • Ridicați bateria, țineți cablul tensionat și eliberați-l astfel încât să se învârtă înainte și înapoi.
  • Imaginea intitulată Utilizați un pendul Pasul 4
    4
    Finalizați vocabularul științific pentru pendulumuri. Ca și cele mai multe cercetări științifice, este posibil să înțelegeți și să utilizați pendulumurile numai dacă cunoașteți cuvintele care le descriu.
  • amplitudine: Punctul cel mai înalt care ajunge la pendul.
  • suda: Un alt nume pentru greutatea de la capătul pendulului.
  • echilibru: Centrul unui pendul - unde greutatea se odihnește atunci când nu se mișcă.
  • frecvență: Numărul de repetări ale pendulului înainte și înapoi într-o anumită perioadă de timp.
  • interval: Timpul necesar pentru ca un pendul în mișcare să se întoarcă în același loc.

    • Metoda 2
    Utilizați penduluri pentru a preda elementele de bază fizice

    Imaginea intitulată Utilizați un pendul Pasul 5
    1
    Trebuie să știți că experimentele pendulului reprezintă o modalitate excelentă de a învăța metoda științifică. Metoda științifică a fost coloana vertebrală a cercetării științifice de la vechii greci, iar pendulurile sunt ușor de creat pentru a vedea rezultate imediate. Pe măsură ce efectuați unul dintre următoarele experimente, acordați timp pentru a formula o ipoteză, a vorbi despre variabila pe care o testați și a compara rezultatele.
    • Faceți întotdeauna experimentul de 5-6 ori pentru a vă asigura că rezultatele sunt consecvente.
    • Nu uitați să încercați un singur experiment la un moment dat - altfel nu veți ști ce a schimbat oscilația pendulului.
  • Imaginea intitulată Utilizați un pendul Pasul 6
    2
    Modificați greutatea la sfârșitul șirului pentru a învăța gravitatea. Una dintre cele mai ușoare căi de a învăța despre efectele gravitației este printr-un pendul și rezultatele vă pot surprinde. Pentru a vedea efectele gravitației:
  • Trageți pendulul înapoi 10 centimetri și eliberați-l.
  • Măsurați intervalul pendulului cu un cronometru. Repetați-l de 5-10 ori.
  • Adăugați o pondere mai mare la pendul și repetați experimentul.
  • Intervalul și frecvența sunt exact la fel! Asta pentru că gravitatea afectează în mod egal toate greutățile. De exemplu, o monedă de cenți și o cărămidă vor cădea la aceeași viteză.


  • Imaginea intitulată Utilizați un pendul Pasul 7
    3
    Schimbați punctul în care ați dat drumul greutății pentru a afla despre amplitudine. Pe măsură ce trageți șirul mai sus, creșteți amplitudinea sau vârful pendulului. Dar schimbă asta cât de repede se întoarce pendulul în mâna ta? Repetați experimentul de mai sus, dar de această dată trageți pendulul înapoi cu 20 de centimetri în loc de a schimba greutatea.
  • Dacă ați făcut totul bine, intervalul pendulului nu se va schimba.
  • Schimbarea amplitudinii nu schimbă frecvența, fapt practic în cursul trigonometriei, în știința sunetului și în multe alte domenii.
  • Imaginea intitulată Utilizați un pendul 8
    4
    Modificați lungimea șirului. Repetați experimentul de mai sus, dar în loc să modificați greutatea pe care ați atașat-o sau cât de mult ați lăsat-o să utilizați, utilizați un șir mult mai scurt sau mai lung.
  • De data aceasta veți observa cu siguranță o schimbare. De fapt, schimbarea lungimii șirului este singurul lucru care schimbă intervalul și frecvența unui pendul.
  • Imaginea intitulată Utilizați un pendul Pasul 9
    5
    Treci mai adânc în fizica pendulului pentru a învăța despre inerție, transfer de energie și accelerare. Pentru elevii mai în vârstă sau pentru fizicienii aspiranți, pendulurile reprezintă o modalitate excelentă de a învăța relațiile dintre accelerare, frecare și trigonometrie. Căutați "ecuații pendul" sau construiți propriile experimente pentru a le identifica. Unele întrebări pe care le puteți lua în considerare:
  • Cât de repede se mișcă soldul la punctul cel mai de jos? Cum determini viteza de lipire oriunde?
  • Cât de multă energie cinetică are lipirea în orice moment al pendulului? Utilizați ecuația ca ajutor: Energia cinetică = 0,5 x masa lotului x viteză 2
  • Cum puteți anticipa intervalul unui pendul datorită lungimii șirului?

    • Metoda 3
    Utilizați pendulul pentru a măsura

    Imaginea intitulată Utilizați un pendul Pasul 10
    1
    Ajustați lungimea șirului pentru a măsura timpul. În timp ce șirul continuă să tragă înapoi și să schimbe greutatea, intervalul nu se schimbă, prelungirea sau scurtarea cablului o face deja. Au fost făcute ceasuri vechi - dacă schimbați perfect lungimea pendulului, puteți lua un interval, sau un leagăn complet, două secunde. Numărați numărul de intervale și știți cât timp a trecut.
    • Ceasurile cu pendul sunt atașate la angrenaje, astfel încât mâna a doua a ceasului se mișcă de fiecare dată când pendulul se schimbă.
    • Într-un ceas bunicului, greutatea învârtind într-o direcție face "bifurcată", iar înapoi "leagăn".
  • Imaginea intitulată Utilizați un pas pendul 11
    2
    Utilizați pendulul pentru a măsura aproape vibrațiile, inclusiv cutremurele. Seismografii, dispozitive care măsoară intensitatea și direcția cutremurelor, sunt penduluri complexe care se mișcă numai când se mișcă crusta Pământului. Deși este incredibil de complicat să calibrați un pendul pentru a măsura numai plăcile tectonice, puteți transforma aproape orice pendul într-un simplu seismograf folosind un stilou și o hârtie.
  • Puneți un stilou cu pix sau un creion cu bandă la greutatea de la capătul pendulului.
  • Plasați o bucată de hârtie sub pendul, astfel încât stiloul să atingă hârtia și să lase linii.
  • Împingeți ușor pendulul, dar nu șirul. Cu cât ați lovit mai mult pendulul, cu atât liniile de pe hârtie devin mai lungi. Asta corespunde unui "cutremur" mai mare.
  • Real seismografe au o bucată de hârtie rotativă, astfel încât să puteți vedea magnitudinea cutremurului în timp.
  • Pendulul era deja de 132 v.Chr. folosit în China pentru a măsura cutremurele.
  • Imaginea intitulată Utilizați un pas pendul 12
    3
    Utilizați un pendul numit Foucault Pendulum pentru a dovedi că pământul se rotește. Deși oamenii știu că pământul se învârte în jurul axei sale, pendulul lui Foucault a fost cea mai veche dovadă vizibilă a conceptului. Pentru a replica, aveți nevoie de un pendul mare, de cel puțin 5 metri lungime, cântărind peste 11 kilograme, pentru a minimiza variabilele externe, cum ar fi vântul sau frecare.
  • Faceți pendulul să se miște suficient încât să se poată schița pentru o lungă perioadă de timp.
  • În timp ce progresează timpul, veți observa că pendulul se leagă într-o direcție diferită decât ați început-o.
  • Acest lucru se întâmplă deoarece pendulul se mișcă în linie dreaptă în timp ce pământul se rotește dedesubt.
  • În emisfera nordică, pendulul se schimbă în sensul acelor de ceasornic, iar în emisfera sudică se deplasează în sens invers acelor de ceasornic.
  • Deși este complicat, puteți utiliza un pendul Foucault pentru a calcula latitudinea folosind o ecuație trigonometrică.

    • Sfaturi

    • Este posibil să aveți nevoie de doi oameni pentru a face aceste experimente cu exactitate - una pentru a folosi pendulul și cealaltă pentru a face timpul.
    • Dacă doriți să realizați un pendul mai precis, utilizați un alt șir pentru a menține greutatea la înălțimea dorită. Ardeti sfarsitul sirului pentru a "scadea" greutatea. Acest lucru vă va împiedica să împingeți din greșeală greutatea înainte sau în lateral când o lăsați să plece.
    • Unii oameni cred că pendulumurile au și puteri deosebite.
    Distribuiți pe rețelele sociale:

    înrudit