バーペンドゥラムによる重力の測定：ディスカッション
複合振り子とも呼ばれるバーの振り子を使用して、重力（g）による加速度を合理的な精度で決定することができます。メソッドの内訳と関連する要因は次のとおりです。
1。原則：
バーペンドゥルムの動きは、エネルギーの保存の原則によって支配されています。平衡位置から変位すると、振り子は前後に振り、ポテンシャルエネルギーを運動エネルギーと背中に変換します。振動の期間（t）、1回の完全なスイングの時間は、振り子の慣性モーメント（I）と重力によって提供される回復トルクに依存します。
2。式：
バーの振り子の期間（t）は次のように与えられます。
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t =2π√（i /（mgd））
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どこ：
* Tは振動の期間です
*私はピボットポイントに関する慣性の瞬間です
* mは振り子の質量です
* Gは重力による加速です
* Dは、ピボットポイントから質量の中心までの距離です
3。実験：
バーの振り子を使用して「G」を測定するために、通常、次の手順に従います。
* 振り子の構築： 既知の質量と長さの均一なバーが使用され、鋭いエッジまたはナイフエッジがピボットポイントとして機能します。
* 期間の測定： 振り子は小さな振幅で動き出し、いくつかの振動にかかる時間が測定されます。期間（t）は、合計時間を振動数で割ることによって計算されます。
* 慣性モーメント（I）の決定： これは、バーの振り子の形状と質量分布を考慮して、平行軸定理を使用して計算されます。均一なバーの場合、ピボットポイントに関する慣性モーメントはi =（1/3） *ml² +md²です（ここで、lはバーの長さ、dはピボットポイントから質量の中心までの距離です）。
* 'g'の計算： 上記の式とt、i、m、およびdの測定値を使用して、重力（g）による加速度が計算されます。
4。エラーのソース：
いくつかの要因が測定の精度に影響を与える可能性があります。
* 空気抵抗： 空気摩擦は振り子の振動を遅くし、測定期間がわずかに長くなる可能性があります。
* ピボットポイントでの摩擦： ピボットでの摩擦は、振動の振幅を減らし、期間に影響を与える可能性があります。
* 測定エラー： 時間、質量、長さ、および位置の不正確な測定は、「G」の最終値のエラーにつながる可能性があります。
* バーの不均一性： バーが完全に均一でない場合、計算された慣性モーメントが不正確である可能性があります。
5。利点と短所：
利点：
*比較的単純な装置と手順。
*容易に利用できる材料で実行できます。
*慣性モーメントの概念とエネルギーの保存の原理をよく理解しています。
短所：
*空気抵抗や摩擦などの要因によるエラーの影響を受けやすい。
*自由落下法やKaterの振り子など、他の方法よりも精度が低い。
6。結論：
バーペンドゥルム法は、重力による加速を決定するためのシンプルで実用的な方法を提供します。ただし、潜在的なエラーの原因を認識し、その影響を最小限に抑えるために適切な措置を講じることが不可欠です。実験を慎重に実施し、結果を分析することにより、「G」の値の合理的な近似値を取得できます。
さらなる調査：
*目覚ましの長さと異なるピボット位置で複数の試行を実行することで、実験を強化できます。
*空気抵抗の効果は、周囲の空気圧を変化させるか、真空チャンバーを使用して調査できます。
*摩擦抵抗と空気抵抗の影響を最小限に抑えるように設計されたKaterの振り子を使用することにより、より正確な結果を実現できます。
