単純な振り子は、無視できる質量の弦またはワイヤーから吊り下げられた質量(ボブと呼ばれる)で構成されています。サスペンションのポイントは固定されており、ボブは重力の影響下で自由に揺れ動くことができます。
1。振動の期間
単純な振り子の振動の期間は、ボブが1つの極端なポイントからもう1つのポイントまで、そして再び戻るのに1つの完全な振動を行うのにかかる時間です。振動の期間は、次の式で与えられます。
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t =2π√(l/g)
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どこ:
* Tは数秒で振動の期間です
* lはメートルの振り子の長さです
* Gは、1秒あたりのメートルの重力による加速です
2。振動の頻度
単純な振り子の振動の頻度は、毎秒の振動の数です。振動の頻度は、次の式で与えられます。
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f =1/t
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どこ:
* fは、Hertz(Hz)の振動の頻度です
* Tは数秒で振動の期間です
3。振動の振幅
単純な振り子の振動の振幅は、平衡位置からのBOBの最大変位です。振動の振幅は、次の式で与えられます。
`` `
a =θmax * l
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どこ:
* aはメートルの振動の振幅です
*θmaxは、ラジアンの平衡位置からの最大変位角です
* lはメートルの振り子の長さです
4。振動のエネルギー
単純な振り子の振動のエネルギーは、その運動エネルギーとポテンシャルエネルギーの合計です。ボブの運動エネルギーは、次の式で与えられます。
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ek =(1/2)mv^2
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どこ:
* EKはジュールの運動エネルギーです
* mはキログラムのボブの質量です
* vは毎秒メートルのボブの速度です
ボブのポテンシャルエネルギーは、次の式で与えられます。
`` `
EP =MGH
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どこ:
* EPは、ジュールのポテンシャルエネルギーです
* mはキログラムのボブの質量です
* Gは、1秒あたりのメートルの重力による加速です
* Hはメートルの平衡位置の上のボブの高さです
振動の総エネルギーは、次の式で与えられます。
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E =EK + EP
`` `
どこ:
* eはジュールの総エネルギーです
* EKはジュールの運動エネルギーです
* EPは、ジュールのポテンシャルエネルギーです
単純な振り子のアプリケーション
単純な振り子は、重力の影響下でオブジェクトの動きを研究するための便利なツールです。重力による加速度を測定し、材料の特性を研究し、新しい技術を開発するために使用されています。
単純な振り子のアプリケーションの一部は次のとおりです。
*重力による加速度の測定:単純な振り子を使用して、既知の長さの振動の周期を測定することにより、重力による加速度を測定できます。
*材料の特性の研究:単純な振り子は、異なる材料で作られた振り子の振動の頻度を測定することにより、材料の特性を研究するために使用できます。
*新しい技術の開発:単純な振り子は、祖父の時計やメトロノームなどの新しい技術の開発に使用されています。