Förstå krafterna vid spelet
* tyngdkraft: Den primära kraften som verkar på pendeln Bob är tyngdkraften. Den drar boben nedåt och skapar en återställande kraft som alltid pekar mot jämviktspositionen.
* spänning: Strängen eller stången som håller boben utövar också en spänningskraft. Denna kraft är alltid vinkelrätt mot Bobs rörelse.
Analysera rörelsen
1. acceleration: Bobens acceleration är direkt proportionell mot tyngdkraften som verkar på den. Emellertid är tyngdkraften också proportionell mot bobens massa (F =mg, där g är accelerationen på grund av tyngdkraften).
2. Massavbokning: När vi analyserar rörelsekvationerna för den enkla pendeln visas massterteret både i kraftterminen och accelerationstermen. Dessa termer avbryter varandra.
3. Resultat: Den resulterande ekvationen för tidsperioden (t) beror endast på pendelens längd (l) och accelerationen på grund av tyngdkraften (g):
t =2π√ (l/g)
i enklare termer:
Ju tyngre boben, desto starkare tyngdkraften drar ner den. Den tyngre boben har emellertid också mer tröghet (motstånd mot förändring i rörelse). Dessa två effekter balanserar varandra perfekt, vilket resulterar i samma tidsperiod för olika massor.
Viktig anmärkning: Denna oberoende från massan gäller för en * enkel * pendel. I verkliga pendlar kan faktorer som luftmotstånd och friktion införa små variationer under tidsperioden beroende på massan. Men för ideala enkla pendlar har massan ingen inverkan på hur lång tid det tar att svänga fram och tillbaka.
