Нишалото на конецот - период на осцилација

Ако нишалото со конец спроведува хармонична осцилација?

Друг пример за осцилација е осцилирање на нишало на конец: Телото на нишалото суспендирано од конец се отклонува и се ослободува.

Прашај:

- Колкава е силата на враќање во нишалото на конецот?

- Од кои големини зависи периодот на осцилација на нишалото на конецот?

- Дали осцилацијата на нишалото на конецот е хармонична?

Силата за враќање во нишалото на конецот мора да биде предизвикана од Гравитациона сила има - затоа што другите сили не работат. Сепак, гравитационата сила е секогаш насочена надолу - силата на враќање може да одговара само на дел од гравитационата сила.

Од што зависи периодот на осцилација?

Лесно може да се утврди експериментално:

Периодот на осцилација на нишалото на конецот зависи од Должина l на конецот од.

Следното се применува: колку е подолг конецот, толку е поголем периодот на осцилација

Периодот на осцилација не зависи од Масовно м на телото на нишалото или на Странскизабелешка y од.

Дали осцилацијата на нишалото на конецот е хармонична?

За да можеме да одговориме на ова прашање, треба да испитаме дали се применува линеарниот закон на сила, т.е. дали силата на враќање е пропорционална на отклонувањето.

За ова, ние разгледуваме нишало на конец во точката на максимално отклонување:

Ние ја разложуваме силата на тежината на две компоненти:

Компонентата што претставува Враќање на силата Таа мора да насочи во насока на движење на телото на нишалото.

Компонентата е силата што ја затегнува нишката.

Ако се смени отклонувањето, се менува и големината на двете сили:

Ако отклонувањето е 0 - телото на нишалото е во позиција на мирување - тогаш силата на враќање е 0. Поради својата инерција, телото на нишалото се движи надвор од положбата на мирување и потоа се забавува, бидејќи силата на враќање сега е спротивна од насоката на движење.

Телото на нишалото го опишува патот до позицијата на одмор с (Дел од кружна патека).

За мали дефлексии оваа патека е приближно еднаква на растојанието x.

Следното се применува: s ≈ x

Силата на враќање Fr зависи од тежината FG и отклонувањето.

Следното се однесува на силата за враќање:

Како што е познато, на тежината на тежината се применува следново:

Ова резултира во враќање на силата:

Скицата покажува:

Следното се однесува на силата за враќање:

Силата за враќање е негативна затоа што е насочена кон отклонување.

За мали дефлексии (s ≈ x) приближно се применува следново:

Значи, се применува линеарниот закон на сила

со (Ова е Репер на нишалото на конецот)

Условот за хармонично осцилирање е исполнет за мали отклонувања.

За хармонични осцилации, веќе добивме формула за пресметување на периодот на осцилација:

Следното се однесува на хармоничните вибрации:

---