enkel harmonisk rörelse (SHM):
* Idealiskt scenario: I ett perfekt vakuum skulle en enkel pendel oscillera fram och tillbaka med en konstant amplitud och period. Denna idealiserade rörelse är SHM.
* period: Ovängningsperioden (tid för en fullständig gunga) beror endast på pendelens längd och accelerationen på grund av tyngdkraften.
dämpning:
* Luftmotstånd: Luftmolekyler kolliderar med pendeln Bob och skapar en friktionskraft som motsätter sig dess rörelse. Denna kraft är känd som luftmotstånd eller drag.
* Energiförlust: Luftmotståndet får pendeln att förlora energi med varje svängning, vilket resulterar i en gradvis amplitud.
* Exponential förfall: Amplituden hos svängningen sönderfaller exponentiellt med tiden, vilket innebär att den minskar med en konstant fraktion i varje tidsintervall.
Nyckelegenskaper för dämpad SHM:
* oscillerande rörelse: Pendeln svänger fortfarande, men amplituden minskar med tiden.
* Minskande amplitud: Den maximala förskjutningen från jämvikt blir mindre med varje svängning.
* konstant period: Tiden för en svängning förblir ungefär konstant, även när amplituden minskar. Detta gäller för lätt dämpning.
Faktorer som påverkar dämpning:
* Luftdensitet: Högre lufttäthet leder till större dämpning.
* pendel Bob Shape: En större ytarea eller mindre aerodynamisk form ökar dämpningen.
* pendel Bob Speed: Större hastighet resulterar i starkare luftmotstånd.
Visualisering av rörelsen:
Föreställ dig en pendel som svänger fram och tillbaka. I ett vakuum skulle dess gungor vara helt symmetriska och kontinuerliga. I luften blir gungorna gradvis mindre tills pendeln så småningom vilar.
Sammanfattningsvis:
Rörelsen av en enkel pendel i luften är en kombination av SHM och dämpning på grund av luftmotstånd. Pendeln oscillerar med en minskande amplitud samtidigt som en nästan konstant period håller tills den så småningom vilar.
