単純な振り子は単純な調和運動 (SHM) を実行します。つまり、その周期的な動きは、その変位に比例し、動きの中心に向かう加速度によって定義されます。
単純な振り子
単純な振り子は、振動運動を実行する長い質量のない非伸縮性のストリングに接続された質量の機械システムです。古代では、振り子を使って時間を追跡していました。振り子はビートの識別にも使用されます。
振り子の周期は振幅が変化しても一定ですが、重力加速度が変化すると単振り子の周期も変化します。このプロパティは、重力による加速度を決定するために使用されます。期間は、単純な振り子のボブが接続されているストリングの長さによって異なります.
単純調和運動 (SHM)
中間 (平均) 位置を中心に直線に沿って前後に移動する物体の運動は、単純調和運動と呼ばれます。振り子は単純な調和運動を経験します。弦とボブが動く中心位置を中心に前後に振動します。振り子のこれらの運動は振動と呼ばれ、単純な調和運動を表します。
単純な調和運動は、任意の位置での粒子の加速度が平均位置からの変位に比例する振動運動として定義できます。これは、振動運動の特殊なケースです。
単純調和運動の方程式
パス X'OX に沿って単純調和運動を示す質量「m」の粒子を考えてみましょう。また、粒子の平均位置を O と考えます。粒子の速度は、粒子が p 位置にあるときとします。
単純調和運動の種類
以下に示す単純調和運動 (SHM) には 2 つのタイプがあります。
<オール>線形単純調和運動:
線形単純調和運動は、振動運動の最も単純なタイプの 1 つで、物体が平均位置から変位した場合、平均位置を中心に「前後に」振動し、復元力は常に平均位置に向かっており、その大きさは比例します。平均位置からの変位に。
角度単純調和運動:
粒子に作用する角加速度は常に粒子の角変位に比例し、方向は平衡位置に向かっています。
振動運動
オブジェクトがポイントを繰り返し移動する場合、オブジェクトの動きは振動運動です。完全な真空では、振動運動の摩擦で物体を止める空気がないため、理想的な状態を実現できます。
単振り子に対する重力の影響:
期間は次のように与えられます
したがって、単純な振り子の時間は、重力加速度の平方根に反比例します。
したがって、
したがって、重力加速度が増加すると、単振り子の周期は減少します。
単純な振り子を使用した g の決定:
重力加速度は、単純な振り子を使用して実験的に決定されます。
単純な振り子の時間 (T) は、質量や基本的な角変位には依存しませんが、糸の長さ (L) と重力加速度の値のみに依存します。
ご存知のように、期間は
単純振り子の応用
単純な振り子には多くのアプリケーションがあり、その一部をここに示します。
<オール>単純な振り子の例:
単純な振り子の周期が 1.2 秒で、重力加速度の値が
結論
単純な振り子は、振動運動を実行する、質量のない長く伸びない紐に接続された質量の機械的システムです。
中間 (平均) 位置を中心に直線に沿って前後に移動する物体の運動は、単純調和運動と呼ばれます。
以下に示す単純調和運動 (SHM) には 2 つのタイプがあります。
<オール>振り子の周期は次のように与えられます
