Fyzické kyvadlo - především přesnost

Oscilace - jeden z nejběžnějších druhů mechanický pohyb. Nejzřejmějším příkladem jsou kmity, které fyzické kyvadlo provádí. Jedná se o těžké tělo připojené k nitě v jednom bodě. Tím, že se kyvadlo stáhne z pozice rovnováhy a uvolní ji, umožníme jí padnout, ale pád se neuskuteční volně, ale po dráze rovnající se délce nitě.

Zde je možné pozorovat proces transformace potenciální energie na kinetickou energii a zpět. Odmítáme fyzické kyvadlo, zeptáme se ho potenciální energie. Potom, když je uvolněn, začne se pohybovat a když se vrátí do rovnovážného bodu, bude jeho rychlost maximální. V procesu pohybu dolů se část potenciální energie přemění na kinetickou energii. Dále, pohybem setrvačnosti, tělo stoupá výš a výš, až do určitého okamžiku se pohyb zastaví. Tady kinetické energie znovu se změní na potenciální.

Pak se kyvadlo začne pohybovat v opačném směru a všechno se opakuje. Vidíme tedy, že fyzické kyvadlo osciluje kvůli přechodu potenciální energie na kinetickou energii a pak zpět. Doba strávená na všech výkyvech, tj. pak, během něhož tělo, které opustilo jakýkoli bod jeho trajektorie, se tam opět vrátí, je nazýváno obdobím kmitání. Největší odchylka od rovnovážného bodu kyvadla se nazývá amplituda kmitání.

Při zkoumání oscilací vědci zjistili, že doba fyzického kyvadla, se kterým kmitá, není v žádném případě spojena s hmotností kyvadla a je určena pouze délkou nitě a hodnotou zrychlujevolný pád. Výskyt kmitání je možný v případě, kdy je zatížení připevněno k pružině. V tomto případě dochází k přechodu potenciální energie stlačené pružiny na kinetickou energii pohybu nákladu a naopak.

Výkyvy, což činí fyzikální kyvadlo nebo zatížení na jaře, kdy neexistuje žádný vliv dodatečných sil, zvaných zdarma nebo soukromé. Pokud na nich dojde k nějakému vnějšímu vlivu, pak se takové kmity nazývají nucené. Při prodlouženém působení vnější přídavné periodické síly se kyvadlo začne kmitávat frekvencí této síly. S takovým účinkem je možný výskyt tohoto fenoménu jako rezonance.

Práce s kyvadlem je mimořádně zajímavá a může pomoci při řešení mnoha problémů. Stačí stačit vzpomenout si na Foucaultovo kyvadlo, díky čemuž bylo možné dokázat, že se Země otáčí. V tomto experimentu byl pozorován pohyb kyvadla. Za tímto účelem byl použit náklad zavěšený na drátu o délce 67 metrů. Podle plánu pouze síla přitažlivosti Země a napětí drátu. V důsledku toho se oscilace vyskytovaly pouze ve svislé rovině.

Na podlaze byla hromada písku a kyvadlo se svým ostrým koncem při přesouvání zanechaly své stopy na to. Bylo zjištěno, že pohyb se provádí nejen ve vertikální rovině, ale je zde také vodorovná složka. Každá odchylka kyvadlo pohyb byl asi tři mm od předchozího trajektorie hodiny rovina, ve které se vyskytují kyvadlo oscilace, se ukázalo na jedenáct stupňů.

Dá se také připomenout použití kyvadla v hodinách na základě konstantního období jeho kmitání. Toto období závisí pouze na délce kyvadla. Přesnost těchto hodinek může dosáhnout značné hodnoty. V roce 1954 vytvořil sovětský inženýr Fedchenko kyvadlo, jehož přesnost činila 0,0003 s denně.

To je zhruba to, jak můžete popsat, co je fyzické kyvadlo, jeho vlastnosti a parametry a možnosti jeho využití ve vědě a technologii.