3 způsoby, jak stavět a používat kyvadlo

Obsah:

3 způsoby, jak stavět a používat kyvadlo
3 způsoby, jak stavět a používat kyvadlo

Video: 3 způsoby, jak stavět a používat kyvadlo

Video: 3 způsoby, jak stavět a používat kyvadlo
Video: How to make a Volcano DIY Science Experiment!!! 2024, Březen
Anonim

Kyvadlo je zařízení, které pomocí gravitace kmitá závažím tam a zpět. Kvůli jejich konzistentním a měřitelným výkyvům nebo oscilacím, jak se jim říká, se kyvadla používají stovky let k uchování času. Součástí krásy kyvadla je jeho jednoduchost. S několika zásobami si můžete postavit a použít své vlastní kyvadlo k vyzkoušení různých experimentů, abyste zjistili, jak funguje fyzika kyvadla.

Kroky

Metoda 1 ze 3: Vytvoření jednoduchého kyvadla

Sestavte a použijte kyvadlo Krok 1.-jg.webp
Sestavte a použijte kyvadlo Krok 1.-jg.webp

Krok 1. Tužku nalepte vodorovně na horní část stolu

Položte tužku na bok a pomocí čiré pásky ji pevně připevněte ke stolu. Nechte asi 12 1,3 cm tužky visící přes okraj. Tužka ukotví vaše kyvadlo a zabrání pádu, takže jej zajistěte dostatečným množstvím pásky a zabraňte jeho pohybu.

Otestujte tužku švihnutím prstu. Měl by zůstat přilepený na desce stolu

Sestavte a použijte kyvadlo Krok 2
Sestavte a použijte kyvadlo Krok 2

Krok 2. Na jeden konec provázku přivažte smyčku o průměru asi 2,5 cm

Vezměte délku řetězce 2–3 stopy (0,61–0,91 m) dlouhou a jeden konec stočte do smyčky. Smyčka se musí vejít kolem tužky, ale není příliš těsná, jinak se nebude správně houpat. Uvazujte uzel smyčkou, aby se nerozpojil.

Nasuňte smyčku na tužku a vysuňte ji, abyste se ujistili, že není příliš těsná

Sestavte a použijte kyvadlo Krok 3
Sestavte a použijte kyvadlo Krok 3

Krok 3. Vytvořte malý 12 1,3 cm (1,3 cm) háček s kovovým drátem.

Vezměte kovový drát o délce 2 palce (5,1 cm) a jeden jeho konec stočte do tvaru „J“, abyste vytvořili háček. Háček udrží váhu, která kyvadlo kyvně upravuje, takže vytvarujte háček tak, aby na něj bylo možné snadno připevnit a vyjmout matice a změnit tak hmotnost kyvadla.

Kroutit kovový drát můžete pomocí kleští

Sestavte a použijte kyvadlo Krok 4
Sestavte a použijte kyvadlo Krok 4

Krok 4. Posuňte a 14 palec (0,64 cm) matice na konec háčku.

Jako závaží kyvadla použijte standardní kovovou matici. Díky otvoru ve středu je matice ideální pro klouzání na háček a matice můžete snadno přidávat nebo odebírat, abyste mohli experimentovat s různými hmotnostmi. Nasuňte matici na hák tak, aby nemohl při pádu kyvadla spadnout nebo sklouznout.

Nezavírejte háček kolem matice

Spropitné:

Použijte matice stejné velikosti a hmotnosti, abyste mohli experimentovat se změnou hmotnosti, abyste zjistili, jak to ovlivňuje výkyv kyvadla.

Sestavte a použijte kyvadlo Krok 5.-jg.webp
Sestavte a použijte kyvadlo Krok 5.-jg.webp

Krok 5. Přilepte kus papíru na zeď nebo stůl za háček

Pomocí papíru můžete pokaždé označit, kde kyvadlo uvolníte, abyste viděli, jak se kyvadlo chová a jak se hýbe podle toho, kam jej pustíte. Přilepte papír tak, aby byl kulisou za háčkem a maticí.

Jakýkoli barevný papír je v pořádku, pokud vidíte označení tužkou

Metoda 2 ze 3: Experimentování s kyvadlem

Sestavte a použijte kyvadlo Krok 6
Sestavte a použijte kyvadlo Krok 6

Krok 1. Vytáhněte háček s maticí zpět asi o 20 palců (51 cm)

Než ho uvolníte, označte tužkou papír zalepený za kyvadlem, odkud jej uvolňujete. Tímto způsobem můžete experiment opakovat tak, že necháte kyvadlo pokaždé odcházet ze stejného místa.

Pro přesné výsledky ve svých experimentech musíte mít konzistentní bod uvolnění

Sestavte a použijte kyvadlo Krok 7.-jg.webp
Sestavte a použijte kyvadlo Krok 7.-jg.webp

Krok 2. Uvolněte kyvadlo a spusťte stopky

Když uvolníte kyvadlo, spočítejte počet oscilací nebo počet kolísání tam a zpět po dobu 1 minuty. Postup opakujte 5krát, pokaždé uvolněte kyvadlo ze stejného místa na papíře.

  • Nechte kyvadlo spadnout samo; nehoupejte se ani netlačte.
  • Zapište si počet oscilací, abyste mohli vypočítat průměr.
Sestavte a použijte kyvadlo Krok 8.-jg.webp
Sestavte a použijte kyvadlo Krok 8.-jg.webp

Krok 3. Vypočítejte průměr oscilací

Vezměte počet oscilací z každého uvolnění kyvadla, sečtěte je všechny dohromady a poté číslo vydělte 5. Toto je průměrný počet oscilací, které kyvadlo dokončí z dané vzdálenosti a při dané hmotnosti.

Například:

Pokud uvolníte kyvadlo 5krát a počet oscilací, které získáte, je 9, 7, 8, 10 a 7, sečtěte všechna čísla, abyste získali 41. Rozdělením 41 na 5 získáte 8,2 jako průměrný počet oscilací pro ten experiment.

Metoda 3 ze 3: Testování fyziky kyvadla

Sestavte a použijte kyvadlo Krok 9
Sestavte a použijte kyvadlo Krok 9

Krok 1. Přidejte matici na háček, abyste zjistili, jaký je rozdíl v hmotnosti

Přidejte druhou matici do háčku a vraťte kyvadlo zpět tam, kde jste poprvé označili na papír. Když uvolníte kyvadlo, spusťte stopky a počítejte počet kmitů po dobu 1 minuty. Opakujte postup 5krát, poté vypočítejte svůj průměr.

  • Všimněte si rozdílu v počtu kmitů a průměru mezi 1 maticí na háku a 2 maticemi na háku.
  • Přidejte další matici a opakujte experiment, abyste zjistili, zda ještě větší hmotnost ovlivní oscilace kyvadla.

Spolier:

Přidáním hmotnosti se změní hmotnost kyvadla, ale hmotnost neovlivní rychlost kyvadla, takže váš průměrný počet kmitů by měl být téměř stejný, bez ohledu na hmotnost!

Sestavte a použijte kyvadlo, krok 10
Sestavte a použijte kyvadlo, krok 10

Krok 2. Změňte vzdálenost, abyste zjistili, jak ovlivňuje oscilace

Vraťte se k pouhému 1 ořechu na háčku, vraťte provázek zpět asi o 25 palců (25 cm) a udělejte značku na papír zalepený za ním, abyste mohli experiment opakovat ze stejné vzdálenosti. Uvolněte kyvadlo a počítejte počet kmitů po dobu 1 minuty. Proces opakujte 5krát a vypočítejte průměr.

  • Možná vás překvapí, že vzdálenost (nazývaná také amplituda) neovlivňuje rychlost švihu ani počet oscilací.
  • Zkuste experiment znovu od 5 palců (13 cm) a zjistěte průměrný počet oscilací, abyste zjistili, jak velký rozdíl tato vzdálenost dělá.
Sestavte a použijte kyvadlo, krok 11
Sestavte a použijte kyvadlo, krok 11

Krok 3. Odřízněte 10 palců (25 cm) provázku, abyste viděli efekty

Sejměte pohled z tužky a odřízněte 10 palců (25 cm) provázku, přivažte další smyčku a vložte ji zpět na tužku. Poté vraťte kyvadlo zpět asi o 25 cm a označte jej na papíře, odkud jej uvolníte. Experiment opakujte 5krát a zjistěte průměrný počet kmitů, abyste zjistili, jak délka řetězce ovlivňuje kyvadlo.

  • Odřízněte dalších 25 cm řetězce, abyste zjistili rozdíl v průměrném počtu oscilací.
  • Délka, od které je kyvadlo zavěšeno, pomáhá určit rychlost a pravidelnost výkyvů, a proto byla k uchování času použita kyvadla.

Doporučuje: