En pendel är en enkel anordning som består av en vikt som är upphängd på en sträng, tråd, metall eller annat material som svänger fram och tillbaka. Pendlar har använts i farfarklockor och liknande för att hålla tid. Vetenskapliga principer styr vad som påverkar pendulens svänghastighet. Dessa principer förutsäger hur en pendel beter sig baserat på dess egenskaper.

TL; DR (för länge, läste inte)

Tyngdkrafterna, pendelens massa, längden på arm, friktion och luftmotstånd påverkar swinghastigheten.

Motion

Drag en pendel tillbaka och släpp den. Du kan låta pendeln svänga fram och tillbaka på egen hand, eller om det är en klocka, få den att svängas med växlarna. Hur som helst påverkar principen om periodisk rörelse pendeln. Tyngdkraften drar tyngden, eller bob, ner när den svänger. Pendeln verkar som en fallande kropp, rör sig mot rörelsens centrum med jämna mellanrum och sedan tillbaka.

Längd

Pendelns svänghastighet eller frekvens bestäms av dess längd . Ju längre pendeln, oavsett om det är en sträng, metallstång eller tråd, desto långsammare slingrar pendeln. Omvänt desto kortare är pendeln ju snabbare svänghastigheten. Detta representerar en absolut princip som alltid kommer att fungera oavsett typ av design. På farfarklockor med långa pendlar eller klockor med kortare, beror swinghastigheten på pendulens längd.

Amplitude

Amplitude hänvisar till svängningsvinkeln eller hur långt tillbaka pendeln svänger. En vilopendel har en vinkel på 0 grader; dra tillbaka den halvvägs mellan vila och parallell med marken och du har en 45 graders vinkel. Starta en pendel och du bestämmer amplituden. Experimentera med olika utgångspunkter och du upptäcker att amplituden inte påverkar svänghastigheten. Det kommer att ta pendeln samma tid att återvända till utgångspunkten. Ett undantag innebär en mycket stor vinkel, en bortom någon rimlig svängning för en klocka eller någon annan enhet. I så fall påverkas svänghastigheten när pendeln går snabbare.

Massa

En faktor som inte påverkar svänghastigheten är vikten på boben. Öka vikten på pendeln och gravitationen drar bara hårdare, kvällen ut extravikt. Som School for Champions påpekar, är tyngdkraften på något fallande föremål detsamma oavsett vad objektets massa.

Luftmotstånd /friktion

I en verklig applikation påverkar luftmotståndet svänghastigheten. Varje sving möter det motståndet och det saktar ner gungan, men det kanske inte räcker att märka under en sväng. Friktion saktar också ner gungan. Om pendeln svänger på grund av tröghet från den initiala frisättningen så kommer den till slut att sluta.

Sympatisk vibration

Pendelens svänghastighet justeras när den placeras i närheten av en annan pendel. Detta fenomen kallas sympatisk vibration. Pendelarna passerar rörelse och energi fram och tillbaka. Denna överföring leder till att svänghastigheten för en pendel blir identisk med den andra pendelns