Rozdíl mezi jednoduchým kyvadlem a složeným kyvadlem

Jednoduché kyvadlo vs složené kyvadlo

Kyvadlo je druh objektů, které zobrazují periodické oscilační pohyby. Jednoduché kyvadlo je základní forma kyvadla, s níž jsme více obeznámeni, zatímco složené kyvadlo je rozšířenou formou jednoduchého kyvadla. Obě tato zařízení jsou velmi důležitá pro porozumění oborům, jako je klasická mechanika, vlny a vibrace a další související pole ve fyzice. V tomto článku se budeme zabývat tím, jaké jednoduché kyvadlo a složené kyvadlo je, jejich fungování, matematické vzorce, které popisují pohyb jednoduchého kyvadla a složeného kyvadla, aplikace těchto dvou, podobnosti mezi jednoduchým kyvadlem a složeným kyvadlem a konečně rozdíl mezi jednoduchým kyvadlem a složeným kyvadlem.

Jednoduché kyvadlo

Jednoduché kyvadlo se skládá z čepu, provázku a hmoty. Pro snadnost výpočtu se struna považuje za neelastickou a má nulovou hmotnost a viskozita vzduchu v hmotnosti je zanedbatelná. Řetězec je otočný a hmotnost je pověšena řetězcem tak, aby se mohl volně kmitat. Jediné síly, které působí na hmotu, jsou gravitační síla a napětí struny. Pohyb jednoduchého kyvadla pro velmi malé úhly je údajně ve formě jednoduchých harmonických kmitů. Jednoduchý harmonický pohyb je definován jako pohyb ve tvaru a = - (ω ^ 2) x, kde „a“ je zrychlení a „x“ je posun od rovnovážného bodu. Termín ω je konstanta. Jednoduchý harmonický pohyb vyžaduje vratnou sílu. V tomto případě je obnovovací síla pole gravitace konzervativní síly. Celková mechanická energie systému je zachována. Období oscilace je dáno kde l je délka řetězce a G je gravitační zrychlení. Pokud je přítomna viskozita nebo jiná tlumicí síla, je systém označen jako tlumená oscilace.

Složené kyvadlo

Složené kyvadlo, které je také známé jako fyzické kyvadlo, je rozšířením jednoduchého kyvadla. Fyzické kyvadlo je jakékoli pevné tělo, které je natáčeno tak, aby se mohlo volně kmitat. Složené kyvadlo má bod nazývaný střed oscilace. Toto je umístěno ve vzdálenosti L od čepu, kde L je dáno L = I / mR; zde m je hmotnost kyvadla, I je moment setrvačnosti nad čepem, a R je vzdálenost ke středu hmoty od čepu. Období oscilace pro fyzické kyvadlo je dáno T = L je známo jako délka gyrace.