Comment fonctionne un pendule?

Notions de base

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Un pendule fonctionne en utilisant la gravité pour transférer de l'énergie potentielle en énergie cinétique et vice versa. La quantité d'énergie totale dans le pendule est déterminée par la taille de la masse à la fin du pendule et de la hauteur de la masse est élevée au-dessus de sa position d'origine. Comme les mouvements de balancier, l'énergie totale est conservée, ce qui signifie qu'il reste constante.

Pour une masse élevée à une hauteur, comme un pendule, l'énergie potentielle est défini comme le produit de la masse de l'objet, l'accélération de la pesanteur et la hauteur à laquelle il est soulevé. L'équation est représentée comme ceci:
P = mgh
La hauteur est mesurée à la verticale, de sorte que tout mouvement latéral contribue à l'éducation de la masse ne sont pas inclus dans les calculs.

La gravité agit sur la masse dès qu'il est relâché. La masse accélère jusqu'à ce qu'il atteigne le fond de son swing et puis le ralentit comme il se déplace le long de sa reprise. Il arrête momentanément au haut de la balançoire, puis fait marche arrière. L'énergie cinétique utilisé comme la masse se déplace à travers son arc est défini comme la moitié de la masse multipliée par le carré de la vitesse. L'équation est:
K = 0,5 mV ^ 2

L'énergie totale est définie comme la somme de l'énergie potentielle et cinétique à tout point donné le long de l'arc. Comme la masse se déplace le long de son arc, la hauteur diminue, ce qui diminue l'énergie potentielle. Dans le même temps, la vitesse augmente, ce qui augmente l'énergie cinétique. L'inverse est vrai que la masse se déplace à travers sa reprise. Les variations de hauteur sont proportionnelles à des changements de l'carré de la vitesse de sorte que l'énergie totale reste constante.

Au sommet de l'oscillation, la vitesse de la masse est ramenée à zéro. Cela signifie que l'énergie cinétique est égal à zéro au sommet de la balançoire et que l'énergie potentielle est égale à l'énergie totale. Au bas de l'oscillation, la hauteur est réduite à zéro. Cela signifie que l'énergie potentielle est réduite à zéro et l'énergie cinétique est égale à l'énergie totale.

Dans le vide, une fois un pendule est mis en mouvement, il continuera balancer à la même hauteur à partir de laquelle il a été libéré pour une quantité infinie de temps. Il ne fera que changer son cours si une force extérieure agit sur lui. Dans l'atmosphère, l'air crée glisser sur la masse de sorte qu'il oscille à une hauteur légèrement inférieure avec chaque swing. Finalement, la traînée surmonte l'énergie du pendule et la butée.