В маятники весело играть, и их легко сделать! Маятник - это объект, подвешенный к фиксированной точке, который раскачивается назад и вперед под действием силы тяжести. Помимо того, что маятник можно использовать на настенных часах для настройки стрелок или отображения движения Земли, это еще и отличный эксперимент!
Шаг
Метод 1 из 3: создание маятника
Шаг 1. Соберите ингредиенты
Этот эксперимент с маятником легко провести дома. Все ингредиенты легко доступны. В рамках этой статьи вы будете делать только один маятник, но вы можете отрезать больше на разную длину. Итак, убедитесь, что длина веревки у вас больше 70 см.
- Подготовьте два стула и длинную деревянную линейку. Вы будете использовать стул и линейку, чтобы очертить маятник. Маятник будет висеть на линейке между стульями.
- При необходимости можно перерезать веревку и ленту ножницами. Лента используется, если вы в конечном итоге используете монету вместо шайбы.
- Длина веревки должна быть не менее 70 см, но чем длиннее, тем лучше. Вы можете использовать веревку или шерсть, в зависимости от того, что у вас есть.
- Секундомер используется для записи периода маятника и изменения периода при изменении угла или длины маятника.
- Вы можете использовать пять шайб или три монеты в качестве маятниковых маятников. Эти предметы имеют большой вес для работы, и их легко найти дома.
Шаг 2. Поставьте два стула спиной к спине
Разместите стулья на расстоянии примерно метра друг от друга, так как вы будете размещать деревянную линейку на спинках обоих стульев. Убедитесь, что два стула обращены друг к другу, так как передняя часть стула будет блокировать кривизну струн маятника.
- Поместите деревянную линейку поверх стула и убедитесь, что линейка находится прямо между спинками двух стульев. Если положение линейки перекошено, это может сделать ваши расчеты неверными.
- Когда деревянные линейки закрепятся на спинках двух стульев, вы можете закрепить их скотчем, чтобы они оставались на месте.
Шаг 3. Отрежьте веревку до размера 70 см
Эта струна станет частью маятника. Далее нужно добавить маятник или балласт. Если вы хотите сделать больше маятников разной длины, вы обнаружите, что частота маятников (количество качаний маятника вперед и назад в секунду) зависит от длины струны.
Обвяжите веревочку в центре деревянной линейки. Это для того, чтобы маятник не задевал стул
Шаг 4. Привяжите пять металлических шайб к развязанным концам веревки
Эта шайба превратится в маятник, что сделает его маятником. Помимо шайбы можно использовать три монеты. Аккуратно приклейте его к развязанному концу веревки.
Вы обнаружите, что маятник с тяжелым маятником будет двигаться с той же скоростью, что и маятник с легким весом (например, шар из пенопласта), потому что в присутствии силы тяжести ускорение падающего объекта одинаково, независимо от того, идет ли речь о нем. тяжелый или легкий
Метод 2 из 3: использование маятника
Шаг 1. Потяните за веревку под углом к деревянной линейке
Сделайте это, удерживая конец веревки маятником, который представляет собой шайбу или монету. Частота маятника может меняться в зависимости от взятого угла.
Например, отпускание маятника под углом 90 градусов на деревянной линейке даст ему другую частоту движения, чем, скажем, под углом 45 градусов
Шаг 2. Дайте маятнику качнуться
Убедитесь, что вы отпустили его, чтобы маятник ни во что не задел во время качания. Если маятник что-то ударяет, придется начинать заново. Позволяя маятнику качаться, вы будете рассчитывать время его колебания, так что будьте готовы.
Шаг 3. Рассчитайте время качания
Начните отсчет времени маятника, как только вы его снимете. Когда маятник вернется в исходное положение, прекратите отсчет времени. Полезно попросить друга сделать это, чтобы вы могли установить маятник, пока ваш друг настраивает секундомер.
Одно колебание, совершаемое маятником, называется «периодом маятника». Вы также можете узнать частоту, посмотрев, сколько раз маятник раскачивается вперед и назад в секунду
Шаг 4. Снова снимаем маятник
Подсчитайте время, чтобы увидеть, провел ли маятник столько же времени, сколько и при первом спуске. Убедитесь, что вы снимаете его под тем же углом. Любые изменения?
Шаг 5. Запишите свои наблюдения
Запишите время периода маятника и его частоту, чтобы, когда вы начнете творить с маятником, вы могли видеть, как все меняется.
- Это поможет вам понять два основных применения маятника. Один показывает время, другой называется маятником Фуко. Чтобы показать время, движение маятника регулирует движение по часовой стрелке.
- Маятник Фуко показывает вращение Земли. Эти маятники настолько велики (иногда более двух этажей), что могут колебаться в течение более длительных периодов времени.
Метод 3 из 3: творчество с маятником
Шаг 1. Обрежьте вторую веревку
Использование второй, даже третьей струны может помочь вам продемонстрировать особые свойства маятника. Обрежьте эту струну короче первой или придайте ей другой вес.
- Отрежьте вторую струну длиной 35 см, если хотите проверить, как струны разной длины влияют на маятник.
- Вторую веревку поместите на расстоянии 20-30 см от первой, чтобы они не сталкивались при вращении.
Шаг 2. Измените вес маятника
Проверьте маятники с разным весом маятника и посмотрите, есть ли изменение вращения и частоты. Найдите время, чтобы увидеть, в чем различия, если таковые имеются.
Повторите несколько раз (примерно пять раз) и вычислите среднее время, которое вы записали, или колебания. Это создаст скользящую среднюю маятника
Шаг 3. Измените угол
Хотя небольшие изменения угла, как правило, не влияют на вращение маятника, вы можете попробовать сделать очень большую разницу и посмотреть, как это работает. Например, натянуть одну веревку под углом 30 градусов и одну веревку под углом 90 градусов.
Опять же, пока вы проверяете под разными углами, повторите этот эксперимент примерно пять раз, чтобы получить наилучшую информацию
Шаг 4. Измените длину
Узнайте, что происходит со скоростями двух маятников разной длины. Подсчитайте время, чтобы увидеть, движется ли более короткий маятник быстрее или совпадает с более длинным.
Повторять, повторять, повторять. Затем рассчитайте среднее время и колебания маятника
подсказки
- Не используйте в качестве балласта что-либо хрупкое или ценное, это может сломаться.
- Стропа маятника должна быть длиннее диаметра балласта.
