Kyvadla jsou zábavná a snadno se vyrábí! Kyvadlo je v podstatě předmět visící z pevného bodu, který se pod vlivem gravitace otáčí tam a zpět. Kromě toho, že je kyvadlo možné použít na nástěnné hodiny k nastavení ručiček hodin nebo k zobrazení pohybu Země, je také skvělým experimentem!
Krok
Metoda 1 ze 3: Výroba kyvadla
Krok 1. Shromážděte přísady
Tento kyvadlový experiment lze snadno provést doma. Všechny přísady jsou snadno dostupné. Pro účely tohoto článku budete vyrábět pouze jedno kyvadlo, ale můžete stříhat více v různých délkách. Ujistěte se tedy, že délka lana, které máte, je více než 70 cm.
- Připravte si dvě židle a dlouhé dřevěné pravítko. K vytvoření obrysu kyvadla použijete židli a pravítko. Kyvadlo bude viset na pravítku mezi židlemi.
- Nůžky slouží ke stříhání provázku a pásky, pokud potřebujete. Páska se používá, pokud místo podložky nakonec použijete minci.
- Délka lana by měla být minimálně 70 cm, ale čím delší, tím lepší. Můžete použít provázek nebo vlnu, podle toho, co máte.
- Stopky se používají k zaznamenávání období kyvadla a toho, jak se období mění, když změníte úhel nebo délku kyvadla.
- Jako kyvadlové kyvadlo můžete použít pět podložek nebo tři mince. Tyto položky mají velkou váhu pro práci a snadno je najdete doma.
Krok 2. Umístěte dvě židle zády k sobě
Umístěte židle asi metr od sebe, protože na opěradla obou židlí umístíte dřevěné pravítko. Ujistěte se, že jsou obě židle proti sobě, protože přední část židle zablokuje zakřivení strun kyvadla.
- Umístěte dřevěné pravítko přes horní část židle a ujistěte se, že je pravítko umístěno rovně mezi opěradly obou židlí. Pokud je poloha pravítka zkosená, mohou být vaše výpočty nesprávné.
- Jakmile jsou dřevěná pravítka stabilní nad opěradly dvou židlí, můžete je sejmout páskou, aby zůstala na svém místě.
Krok 3. Odřízněte lano na velikost 70 cm
Tento řetězec se stane jednou součástí kyvadla. Dále musíte přidat kyvadlo nebo předřadník. Pokud chcete vyrobit více kyvadel různé délky, zjistíte, že frekvence kyvadel (kolikrát se kyvadlo otáčí tam a zpět za sekundu) závisí na délce řetězce.
Uprostřed dřevěného pravítka přivažte provázek. To proto, aby kyvadlo nenarazilo na židli
Krok 4. K odvázaným koncům lana přivažte pět kovových podložek
Tato podložka se stane kyvadlem, což z ní udělá kyvadlo. Kromě pračky můžete použít tři mince. Opatrně jej přilepte na odvázaný konec lana.
Zjistíte, že kyvadlo s těžkým kyvadlem se bude pohybovat stejnou rychlostí jako kyvadlo s nízkou hmotností (například pěnová koule), protože v přítomnosti gravitace je zrychlení padajícího předmětu stejné, ať už těžké nebo lehké
Metoda 2 ze 3: Použití kyvadla
Krok 1. Z dřevěného pravítka úhel pevně vytáhněte
Udělejte to tak, že za konec lana přidržíte kyvadlo, což je podložka nebo mince. Frekvence kyvadla se může měnit v závislosti na zachyceném úhlu.
Například uvolnění kyvadla z 90stupňového úhlu na dřevěném pravítku mu dá jinou frekvenci pohybu než třeba 45stupňový úhel
Krok 2. Nechte kyvadlo houpat
Ujistěte se, že ho uvolníte, aby kyvadlo při houpání na nic nenarazilo. Pokud kyvadlo do něčeho narazí, musíte začít znovu. Zatímco necháte kyvadlo houpat, budete načasovat houpání, takže buďte připraveni.
Krok 3. Vypočítejte dobu švihu
Začněte načasovat kyvadlo, jakmile jej sundáte. Když se kyvadlo vrátí do výchozí polohy, přestaňte počítat čas. Je užitečné, když to udělá přítel, takže můžete nastavit kyvadlo, zatímco váš přítel nastavuje stopky.
Jedna houpačka vytvořená kyvadlem se nazývá „období kyvadla“. Frekvenci můžete také zjistit podle toho, kolikrát se kyvadlo otočí tam a zpět za sekundu
Krok 4. Odstraňte znovu kyvadlo
Spočítejte si čas, abyste zjistili, zda kyvadlo strávilo stejnou dobu jako při prvním vypuštění. Odeberte jej ze stejného úhlu. Nějaké změny?
Krok 5. Zaznamenejte si svá pozorování
Zaznamenejte si dobu období kyvadla a jeho frekvenci, aby když začnete s kyvadlem dělat kreativní věci, uvidíte, jak se věci mění.
- To vám pomůže porozumět dvěma hlavním aplikacím kyvadla. Jeden ukazuje čas, druhý se nazývá Foucaultovo kyvadlo. Aby se ukázal čas, pohyb kyvadla upravuje pohyb ve směru hodinových ručiček.
- Foucaultovo kyvadlo ukazuje rotaci Země. Tato kyvadla jsou tak velká (někdy vysoká více než dva příběhy), že se mohou houpat delší dobu.
Metoda 3 ze 3: Dělejte kreativní věci s kyvadlem
Krok 1. Odřízněte druhé lano
Použití druhého, dokonce i třetího řetězce vám může pomoci prokázat speciální vlastnosti kyvadla. Uřízněte tento provázek kratší než první, nebo mu dejte jinou váhu.
- Pokud chcete vyzkoušet, jak různé délky strun ovlivňují kyvadlo, ustřihněte druhý řetězec dlouhý 35 cm.
- Druhé lano položte 20 až 30 cm od prvního, aby se při rotaci nesrazily.
Krok 2. Změňte hmotnost kyvadla
Otestujte kyvadla s různými závažími kyvadla a zjistěte, zda nedošlo ke změně rotace a frekvence. Udělejte si čas a podívejte se, jaké jsou rozdíly, pokud existují.
Opakujte několikrát (asi pětkrát) a vypočítejte průměrný čas, který jste zaznamenali, nebo oscilace. Tím se vytvoří klouzavý průměr kyvadla
Krok 3. Změňte úhel
Malé změny úhlu obvykle nemají žádný vliv na otáčení kyvadla, ale můžete zkusit udělat velmi velký rozdíl a zjistit, jak to funguje. Například tahání jednoho lana pod úhlem 30 stupňů a jednoho lana pod úhlem 90 stupňů.
Opět platí, že když testujete různé úhly, opakujte tento experiment asi pětkrát, abyste získali nejlepší informace
Krok 4. Změňte délku
Zjistěte, co se stane s rychlostmi dvou různě dlouhých kyvadel. Spočítejte si čas, abyste zjistili, zda se kratší kyvadlo pohybuje rychleji nebo je stejné jako delší.
Opakujte, opakujte, opakujte. Poté vypočítat průměrný čas a oscilace kyvadla
Tipy
- Jako předřadník nepoužívejte nic křehkého nebo cenného, protože by se mohlo zlomit.
- Udržujte řetězec kyvadla delší než průměr předřadníku.
