Preprosto nihalo vs sestavljeno nihalo
Nihala so vrsta predmetov, ki prikazujejo periodična nihajna gibanja. Preprosto nihalo je osnovna oblika nihala, ki nam je bolj znano, medtem ko je sestavljeno nihalo razširjena oblika preprostega nihala. Obe napravi sta zelo pomembni za razumevanje področij, kot so klasična mehanika, valovi in vibracije ter druga sorodna področja v fiziki. V tem članku bomo razpravljali o tem, kaj sta preprosto nihalo in sestavljeno nihalo, njihovo delovanje, matematične formule, ki opisujejo gibanje preprostega nihala in sestavljenega nihala, aplikacije teh dveh, podobnosti med preprostim nihalom in sestavljenim nihalom ter končno razlika med preprostim nihalom in sestavljenim nihalom.
Preprosto nihalo
Preprosto nihalo je sestavljeno iz vrtišča, vrvice in mase. Za lažje izračune se domneva, da je vrvica neelastična in ima ničelno maso, viskoznost zraka na masi pa je zanemarljiva. Struna se vrti in maso obesi za vrvico, tako da lahko prosto niha. Edini sili, ki delujeta na maso, sta gravitacijska sila in napetost strune. Gibanje preprostega nihala za zelo majhne kote naj bi bilo v obliki preprostih harmoničnih nihanj. Preprosto harmonsko gibanje je opredeljeno kot gibanje v obliki a = - (ω ^ 2) x, kjer je "a" pospešek, "x" pa premik od ravnotežne točke. Izraz ω je konstanta. Preprosto harmonično gibanje zahteva obnovitveno silo. V tem primeru je obnovitvena sila konzervativno gravitacijsko polje sile. Skupna mehanska energija sistema se ohrani. Obdobje nihanja je določeno s tem, kjer je l dolžina vrvice, g pa gravitacijski pospešek. Če je prisotna viskoznost ali katera koli druga sila dušenja, je sistem opredeljen kot dušeno nihanje.
Sestavljeno nihalo
Sestavljeno nihalo, ki je znano tudi kot fizično nihalo, je podaljšek preprostega nihala. Fizično nihalo je vsako trdo telo, ki je zasukano, tako da lahko prosto niha. Sestavljeno nihalo ima točko, imenovano središče nihanja. Ta je postavljen na razdalji L od vrtišča, kjer je L dana z L = I / mR; tu je m masa nihala, I vztrajnostni moment nad vrtiščem, R pa razdalja do središča mase od vrtišča. Obdobje nihanja fizičnega nihala je podano s T = L, znano kot dolžina giba.
Kakšna je razlika med enostavnimi in sestavljenimi nihali?
• Obdobje in zato frekvenca preprostega nihala je odvisna le od dolžine vrvice in gravitacijskega pospeška. Obdobje in frekvenca sestavljenega nihala sta odvisna od dolžine giba, vztrajnostnega momenta in mase nihala ter gravitacijskega pospeška.
• Fizično nihalo je resnični scenarij preprostega nihala.
