Απλό εκκρεμές – παραγωγή έκφρασης

Ένα απλό εκκρεμές αποτελείται από μια μεγάλη μάζα (bob) που κρέμεται από ένα άκαμπτο στήριγμα με ένα ελαφρύ νήμα. Το μήκος της χορδής είναι σημαντικό σε σύγκριση με τις αναλογίες του bob. Η χορδή ενός ακίνητου εκκρεμούς είναι κάθετη, με το βαρίδι να κρέμεται ευθεία προς τα κάτω. Αυτό αναφέρεται ως η θέση ισορροπίας του εκκρεμούς (καθώς αν αφεθεί αδιατάρακτο, το εκκρεμές θα παραμείνει σε αυτή τη θέση). Οι ταλαντώσεις (προς και πίσω κίνηση) δημιουργούνται σε ένα εκκρεμές μετατοπίζοντας και απελευθερώνοντας το bob από τις θέσεις ισορροπίας του.

Τι είναι ένα απλό εκκρεμές;

Ένα απλό εκκρεμές περιγράφεται ως ένα αντικείμενο με μικρή μάζα, κοινώς γνωστό ως εκκρεμές, κρεμασμένο από ένα σύρμα ή κορδόνι αμελητέας μάζας. Όταν μετατοπιστεί, ένα εκκρεμές θα ταλαντωθεί γύρω από το σημείο ισορροπίας του λόγω της ορμής σε ισορροπία με την δύναμη αποκατάστασης της βαρύτητας. Ένα απλό εκκρεμές περιγράφεται ως ένα αντικείμενο με μικρή μάζα, κοινώς γνωστό ως εκκρεμές, κρεμασμένο από ένα σύρμα ή κορδόνι αμελητέας μάζας. Όταν μετατοπιστεί, ένα εκκρεμές θα ταλαντωθεί γύρω από το σημείο ισορροπίας του λόγω της ορμής σε ισορροπία με τη δύναμη αποκατάστασης της βαρύτητας

Το απλό εκκρεμές είναι ένας μηχανικός μηχανισμός που παρουσιάζει ταλάντωση. Σε αυτό το σύστημα, μια σημειακή μάζα «m» κρέμεται από ένα σταθερό άκαμπτο στήριγμα από ένα μακρύ νήμα που είναι μη εκτατό με μια χορδή μήκους «L». Η κίνηση ενός βασικού εκκρεμούς οδηγείται από τη βαρυτική δύναμη και συμβαίνει σε ένα κατακόρυφο επίπεδο. Η εφαπτομενική συνιστώσα της βαρυτικής δύναμης, mg sinθ, ασκείται πάντα προς τη μέση θέση όπου θ=0, δηλαδή σε αντίθεση με τη μετατόπιση, και ασκείται δύναμη επαναφοράς στο τόξο.

Η κίνηση του εκκρεμούς 

Ένα εκκρεμές είναι ένα πολύ γνωστό παράδειγμα αντικειμένου που πιστεύεται ότι δονείται. Ένα βασικό εκκρεμές είναι κατασκευασμένο από ένα μέτρια βαρύ αντικείμενο που αναρτάται από μια χορδή από ένα σταθερό στήριγμα. Στη στάση ισορροπίας του, συνήθως κρέμεται κάθετα. Όταν μια μάζα απομακρύνεται από την ισορροπία, αρχίζει να δονείται μπρος-πίσω γύρω από το σταθερό σημείο ισορροπίας της. Η κίνηση είναι τακτική και επαναλαμβανόμενη. Πολλά ρολόγια, όπως τα παππούδες ρολόγια, χρησιμοποιούν ένα εκκρεμές ως μέρος του μηχανισμού χρονισμού τους λόγω της κανονικότητας της ταλάντωσής του.

Ένα ανεστραμμένο εκκρεμές είναι ένα άλλο γνωστό παράδειγμα ενός αντικειμένου που δονείται. Ένα ανεστραμμένο εκκρεμές είναι ουσιαστικά ένα εκκρεμές με το σταθερό άκρο κάτω από τη δονούμενη μάζα. Η προσάρτηση μιας μάζας (όπως μια μπάλα του τένις) στο επάνω άκρο μιας ράβδου με πείρο και στη συνέχεια η αγκύρωση του κάτω άκρου της ράβδου με πείρο σε ένα οριζόντιο στήριγμα θα έχει ως αποτέλεσμα ένα ανεστραμμένο εκκρεμές.

Ενέργεια απλού εκκρεμούς

Ένα εκκρεμές έχει ελεύθερα ταλαντευόμενη μάζα στο ένα άκρο και αγκυρωμένη μάζα στο άλλο. Ένα εκκρεμές, μόλις ξεκινήσει σε κίνηση, θα ταλαντεύεται συνεχώς μέσω του σημείου ισορροπίας του, σε θέση ηρεμίας όσο πιο κοντά στο έδαφος είναι εφικτό. Αυτό συμβαίνει επειδή το εκκρεμές επιθυμεί να είναι σε ηρεμία και μια δύναμη επαναφοράς ενεργεί προς την αντίθετη κατεύθυνση καθώς η δύναμη μετατόπισης προσπαθεί να το επαναφέρει σε ηρεμία.

Η μόνη ενέργεια που είναι διαθέσιμη στο εκκρεμές όταν είναι σε ηρεμία είναι η δυναμική ενέργεια. Το εκκρεμές βρίσκεται σε κίνηση μόλις ενεργήσει η δύναμη μετατόπισης και έχει κινητική και βαρυτική δυναμική ενέργεια. Η δυναμική ενέργεια που συνδέεται με το ύψος είναι γνωστή ως βαρυτική δυναμική ενέργεια. Όσο το σύστημα είναι τέλειο και δεν χάνεται ενέργεια λόγω τριβής, η κινητική και δυναμική ενέργεια του εκκρεμούς θα διατηρηθεί. Τα εκκρεμή του πραγματικού κόσμου δεν είναι πάντα βέλτιστα και κάποια ενέργεια χάνεται λόγω της τριβής όταν μετακινείται μεταξύ δυναμικών και κινητικών καταστάσεων. Αυτή η απώλεια ενέργειας αναφέρεται ως απόσβεση και τελικά οδηγεί το εκκρεμές να ακινητοποιηθεί στη θέση ισορροπίας του.

Συμπέρασμα 

Το μήκος της χορδής είναι σημαντικό σε σύγκριση με τις αναλογίες του bob. Ένα απλό εκκρεμές περιγράφεται ως ένα αντικείμενο με μικρή μάζα, κοινώς γνωστό ως εκκρεμές, κρεμασμένο από ένα σύρμα ή κορδόνι αμελητέας μάζας. Ένα απλό εκκρεμές περιγράφεται ως ένα αντικείμενο με μικρή μάζα, κοινώς γνωστό ως εκκρεμές, κρεμασμένο από ένα σύρμα ή κορδόνι αμελητέας μάζας. Η κίνηση του εκκρεμούς. Ένα εκκρεμές είναι ένα πολύ γνωστό παράδειγμα αντικειμένου που πιστεύεται ότι δονείται. Αυτή η απώλεια ενέργειας αναφέρεται ως απόσβεση και τελικά οδηγεί το εκκρεμές να ακινητοποιηθεί στη θέση ισορροπίας του.