Contenu
- TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
- Mouvement
- Longueur
- Amplitude
- Masse
- Résistance à l'air / friction
- Vibration sympathique
Un pendule est un simple appareil composé d'un poids suspendu à une corde, un fil, un métal ou un autre matériau oscillant d'avant en arrière. Les pendules ont été utilisés dans les horloges de grand-père et autres pour garder le temps. Les principes scientifiques régissent ce qui affecte le taux de swing du pendule. Ces principes prédisent le comportement d'un pendule en fonction de ses caractéristiques.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
Les forces de gravité, la masse du pendule, la longueur du bras, le frottement et la résistance de l'air influent tous sur le taux de swing.
Mouvement
Tirez un pendule et relâchez-le. Vous pouvez laisser le pendule se déplacer seul ou, dans le cas d’une horloge, le faire tourner à la vitesse voulue. Dans les deux cas, le principe du mouvement périodique affecte le pendule. La force de gravité tire le poids, ou bob, vers le bas comme il balance. Le pendule agit comme un corps qui tombe, se déplaçant vers le centre du mouvement à une vitesse constante et revenant ensuite.
Longueur
Le taux de swing, ou fréquence, du pendule est déterminé par sa longueur. Plus le pendule est long, qu’il s’agisse d’une ficelle, d’une tige en métal ou d’un fil métallique, plus le pendule oscille lentement. Inversement, plus le pendule est court, plus le taux de swing est rapide. Ceci représente un principe absolu qui fonctionnera toujours quel que soit le type de conception. Sur les horloges grand-pères avec de longs pendules ou avec des horloges plus courtes, le taux de swing dépend de la longueur des pendules.
Amplitude
L'amplitude fait référence à l'angle d'inclinaison ou à la distance du pendule. Un pendule au repos a un angle de 0 degré; tirez-le à mi-chemin entre le repos et parallèle au sol et vous avez un angle de 45 degrés. Commencez un pendule et vous déterminez l'amplitude. Expérimentez avec différents points de départ et vous découvrez que l'amplitude n'affecte pas le taux de swing. Il faudra au pendule le même temps pour revenir à son point de départ. Une exception concerne un très grand angle, un angle qui dépasse toute balançoire raisonnable pour une horloge ou tout autre appareil. Dans ce cas, le taux de swing sera affecté lorsque le pendule ira plus vite.
Masse
Un facteur qui n’affecte pas le taux de swing est le poids du bob. Augmenter le poids sur le pendule et la gravité tire plus fort, équilibrant le poids supplémentaire. Comme le souligne School for Champions, la force de gravité sur tout objet en chute est la même quelle que soit la masse de l'objet.
Résistance à l'air / friction
Dans une application réelle, la résistance de l'air affecte le taux de swing. Chaque balançoire rencontre cette résistance et la ralentit, bien que cela puisse ne pas suffire pour être perceptible pendant une balançoire. La friction ralentit également la balançoire. Si le pendule oscille en fonction de l'inertie par rapport à la libération initiale, il finira par s'arrêter.
Vibration sympathique
Le taux de rotation d'un pendule s'ajuste lorsqu'il est placé à proximité immédiate d'un autre pendule. Ce phénomène s'appelle la vibration sympathique. Les pendules font circuler le mouvement et l'énergie. Ce transfert finira par faire en sorte que le taux de swing d'un pendule soit identique à celui de l'autre pendule.