대부분의 가정에서 볼 수있는 가장 빈번한 품목 중 하나는 진자입니다. 일반적으로 벽 시계에서 발견되는 구성 요소입니다. 이 기사의 목적은이 항목에 대한 정보와 작동 방식에 대한 정보를 제공하는 것입니다.
간단한 진자는 질량이없고 부적절한 실에 의해 엄격한 지지대에 매달린 무거운 포인트 질량 (Bob)으로 만들어집니다. 진자는 밥이 한쪽으로 당겨서 풀려날 때 움직이고 밥은 평균 위치의 양쪽에서 번갈아 움직입니다.
.진자는 고정 지점에서 매달린 무게에 지나지 않습니다. 장치가 쉽게 앞뒤로 스윙 할 수있는 방식으로 배치됩니다. 간단한 진자의 밥은 포인트 질량으로 간주됩니다. 또한, 매달려있는 줄은 매우 가볍거나 질량이 없습니다.
간단한 진자와 관련된 용어
진동 : 진동은 진자의 완전하고 동작입니다.
기간 : 한 번의 진동이 끝나는 데 걸리는 시간입니다.
진동 주파수 : 이것은 초당 진동 수입니다.
진자의 효과적인 길이 :서스펜션 지점에서 진동 지점 (즉, 밥의 무게 중심) 사이의 거리입니다.
단순한 구성 및 작업
건축
간단한 진자는 작은 금속 공 또는 강한 플랫폼에서 실에 걸려있는 돌 조각으로 만들어집니다. 밥은 금속 공이 붙어있는 진자입니다.
작업
진자는 그림 (a)의 평균 위치에 표시됩니다. 진자의 밥이 한쪽으로 약간 흔들린 후 풀리면 앞뒤로 흔들 리기 시작합니다 [그림 (b)]. 단순한 진자와 진동은 주기적이거나 진동 운동의 예입니다.
진자의 밥이 평균 위치 O에서 A, B, O로 돌아 가면 하나의 진동을 완료 한 것으로 간주됩니다.
밥이 한 극단 위치 A에서 다른 극단 위치 B로 이동 한 다음 A로 돌아 가면 진자는 하나의 진동을 완성합니다.
간단한 진자의 기간
일반적으로 기간은 진자가 하나의 진동이 끝나는 데 걸리는 시간입니다.
간단한 진자의 진동은 진동이 작거나 진동의 진폭이 두 개의 길이에 비해 매우 작기 때문에 간단한 고조파 운동 만 표시 할 수 있으므로 간단한 진자의 움직임은 작은 각도 근사치를 사용하여 단순한 고조파 운동으로 간주됩니다.
.진자는 밥이 특정 각도로 바뀌면주기적인 움직임을 시작하고주기적인 움직임은 변위 각도의 작은 값에 대해 Bob의 각도 변위와 함께 간단한 고조파 운동입니다.
f =-mgsinθ
그리고
a =-gsinθ
작은 진동
에 대해 작다는 것을 고려합시다따라서
sinθ =θ =x/l
이 값을 A에 넣은 후
를 얻습니다a =-gθ
a =-gx/l
a =-ω²/x
따라서 각 주파수는 =2π/t
입니다ω =√g/l
그리고 우리가 알고 있듯이
t =2π/ω
이제 대체 후 우리는 다음과 같이받습니다.
t =2πlg
따라서 간단한 진자의 기간에 대한 방정식을 바탕으로, 우리는 기간이 진자의 질량과 무관하며 작은 진폭의 변화에 따라 변하지 않는다는 것을 추론 할 수 있습니다. 문자열의 길이와 가속 속도에 의해 완전히 결정됩니다. 이 속성에 따라 고정 된 시간 간격을 추적하는 데 일반적으로 사용되었습니다.
간단한 진자의 적용
클럭
진자는 기계식 시계에 사용되어 올바른 시간을 유지합니다. 진자 스윙의 기간은 중력의 힘과 진자의 길이에 의해 결정됩니다.
진자의 팔은 기어 시스템에 상단에 전원을 공급하는 장치에 연결됩니다. 시계의 손은 기어에 의해 구동됩니다. 마찰로 인해 소량의 진자의 움직임이 손실됩니다. 이것은 바람이 부는 스프링 또는 무게로 수정됩니다.
난파 진자
구조물을 철거하는 데 사용되는 난파 공은 진자 운동의 또 다른 예입니다. 튼튼한 케이블에서 숙련 된 크레인 운영자가 건물에서 난파선을 휘두르기 위해 철거합니다. Upswing은 에너지를 저장합니다. 에너지는 공이 무언가를 때릴 때 방출됩니다.
볼링 볼
볼링의 스윙 행동은 또한 진자의 부분 스윙이 어떻게 에너지를 저장하는지 보여줍니다. 백 스윙에서, 당신은 팔과 공에 에너지를 저장합니다. 그것은 공의 무게가 중력에 대해 들어 올리는 효과입니다.
공을 놓으면 에너지가 풀리고 공이 볼링장으로 이동합니다.
탄도 진자
탄도 진자는 경찰서에서 수년간 사용한 로프에서 매달린 큰 목재 블록입니다. 나무의 질량은 정확히 알려져 있습니다. 기술자에 의해 총알이 블록에 발사됩니다. 총알이 들어가면 움직입니다.
총알의 운동량과 에너지는 뒤로 스윙의 가장 먼 지점에서 측정됩니다. 총알의 질량을 감안할 때 기술자는 총알의 속도를 추정 할 수 있습니다.
메트로놈
기계식 메트로놈은 진자를 스윙하여 음악 시간을 유지합니다. 위아래로 미끄러지는 조절 식 밥이 달린 튼튼한 팔이 있습니다.
시계 진자와 비교할 때 거꾸로 배열됩니다. 스윙 기간은 밥이 가장 높은 지점에있을 때 가장 길다.
결론
이 기사에서는 간단한 진자와 그 용도 또는 응용 프로그램에 대해 연구하고 있습니다. 간단한 진자는 길이 L과 피벗 포인트 P를 가진 줄에서 매달린 질량 m으로 구성됩니다. 진자가 초기 각도로 바뀌고 방출되면 규칙적인 패턴으로 앞뒤로 흔들 리며 이것은 단순한 진자의 작동 원리입니다.
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