Un pèndol és un dispositiu que utilitza la gravetat per fer girar un pes cap endavant i cap enrere. A causa dels seus oscil·lacions o oscil·lacions consistents i mesurables, com s’anomenen, els pèndols s’utilitzen durant centenars d’anys per mantenir el temps. Part de la bellesa d’un pèndol és la seva senzillesa. Amb uns quants subministraments, podeu construir i utilitzar el vostre propi pèndol per provar diferents experiments per veure com funciona la física d’un pèndol.
Passos
Mètode 1 de 3: fer un pèndol simple
Pas 1. Enganxeu un llapis horitzontalment a la part superior d’una taula
Col·loqueu un llapis al costat i utilitzeu cinta transparent per subjectar-lo fermament a la taula. Deixa aproximadament 1⁄2 polzades (1,3 cm) del llapis penjat a la vora. El llapis ancorarà el pèndol i evitarà que caigui, així que assegureu-vos d’utilitzar prou cinta per assegurar-lo i evitar que es mogui.
Proveu el llapis fent-lo passar amb el dit. Ha de quedar enganxat a la taula
Pas 2. Lligueu un llaç d'uns 2,5 cm de diàmetre en un extrem d'una corda
Agafeu una longitud de corda de 2,6 peus (0,61-0,91 m) de llarg i arrossegueu-ne un dels extrems per formar un bucle. El bucle ha d’adaptar-se al llapis, però no massa atapeït o no oscil·larà correctament. Feu un nus amb el bucle per evitar que es desfaci.
Feu lliscar el bucle al llapis i feu-lo fora per assegurar-vos que no estigui massa ajustat
Pas 3. Feu un petit 1⁄2 ganxo de 1,3 cm amb un fil metàl·lic.
Agafeu un fil de metall de 5,1 cm de longitud i arrodoneu-ne un dels extrems en forma de "J" per formar el ganxo. El ganxo mantindrà el pes que fa girar el pèndol de manera que doni forma al ganxo de manera que sigui fàcil d’enganxar i treure-hi femelles per alterar el pes del pèndol.
Podeu utilitzar alicates per arrissar el fil metàl·lic
Pas 4. Feu lliscar a 1⁄4 femella de 0,64 cm de polzada a l'extrem del ganxo.
Utilitzeu una femella metàl·lica estàndard com a pes del pèndol. El forat del centre fa que una femella sigui ideal per lliscar-se al ganxo i podeu afegir o treure fàcilment femelles per experimentar amb diferents pesos. Feu lliscar la femella al ganxo perquè no pugui caure ni lliscar-se quan el pèndol giri.
No tanqueu el ganxo al voltant de la femella
Consell:
Utilitzeu fruits secs de la mateixa mida i pes per poder experimentar canviant el pes per veure com afecta l’oscil·lació del pèndol.
Pas 5. Enganxeu un tros de paper sobre una paret o taula darrere del ganxo
Podeu utilitzar el paper per marcar cada vegada que allibereu el pèndol, de manera que pugueu veure com es comporta el pèndol i oscil·la segons el lloc on el deixeu anar. Enganxeu el paper de manera que quedi un teló de fons darrere del ganxo amb la femella a sobre.
Qualsevol paper de color està bé, sempre que es vegin les marques de llapis
Mètode 2 de 3: Experimentació amb el pèndol
Pas 1. Estireu el ganxo amb la femella cap a enrere aproximadament 51 cm
Abans de deixar-lo anar, utilitzeu el llapis per marcar sobre el paper gravat darrere del pèndol d'on el deixeu anar. D’aquesta manera, podeu repetir l’experiment deixant que el pèndol vagi des del mateix lloc cada vegada.
Heu de tenir un punt de llançament coherent per obtenir resultats precisos en els vostres experiments
Pas 2. Deixeu anar el pèndol i engegueu un cronòmetre
Quan deixeu anar el pèndol, compteu el nombre d'oscil·lacions o el nombre de vegades que gira endavant i enrere, durant 1 minut. Repetiu el procés 5 vegades, deixant anar cada vegada el pèndol del mateix lloc del paper.
- Deixeu que el pèndol caigui tot sol; no gireu-lo ni empenyiu-lo.
- Anoteu el nombre d’oscil·lacions per poder calcular una mitjana.
Pas 3. Calculeu la mitjana de les oscil·lacions
Agafeu el nombre d'oscil·lacions de cada vegada que heu alliberat el pèndol, afegiu-los tots junts i, a continuació, dividiu el nombre per 5. Aquest és el nombre mitjà d'oscil·lacions que el pèndol completa a partir d'aquesta distància i a aquest pes.
Per exemple:
Si allibereu el pèndol 5 vegades i el nombre d’oscil·lacions que obtingueu són 9, 7, 8, 10 i 7, sumeu tots els números per obtenir 41. Divideix 41 per 5 per obtenir 8,2 com a nombre mitjà d’oscil·lacions per a aquest experiment.
Mètode 3 de 3: Provar la física d’un pèndol
Pas 1. Afegiu una femella al ganxo per veure quina diferència fa la massa
Afegiu una segona femella al ganxo i torneu a posar el pèndol al lloc que vau marcar al paper la primera vegada. Quan deixeu anar el pèndol, inicieu un cronòmetre i compteu el nombre d’oscil·lacions durant 1 minut. Repetiu el procés 5 vegades i, a continuació, calculeu la mitjana.
- Fixeu-vos en la diferència del nombre d’oscil·lacions i la mitjana entre 1 femella del ganxo i 2 femelles del ganxo.
- Afegiu una altra femella i repeteix l’experiment per veure si encara hi ha més massa que afecti les oscil·lacions del pèndol.
Spolier:
Si afegiu pes, es canvia la massa del pèndol, però la massa no afecta la velocitat d’oscil·lació d’un pèndol, de manera que el vostre nombre mitjà d’oscil·lacions hauria de ser pràcticament el mateix, independentment del pes.
Pas 2. Canvieu la distància per veure com afecta les oscil·lacions
Torneu a només 1 femella al ganxo, torneu a fer la corda aproximadament 25 cm (10 polzades) i marqueu el paper gravat al darrere perquè pugueu repetir l'experiment a la mateixa distància. Deixeu anar el pèndol i compteu el nombre d'oscil·lacions durant 1 minut. Repetiu el procés 5 vegades i calculeu-ne una mitjana.
- Us pot sorprendre saber que la distància (també anomenada amplitud) no afecta la velocitat de balanceig o el nombre d’oscil·lacions.
- Torneu a provar l'experiment a partir de 13 cm (5 polzades) i busqueu el nombre mitjà d'oscil·lacions per veure quina diferència fa la distància.
Pas 3. Tallar 25 centímetres de la corda per veure els efectes
Feu lliscar l’aspecte del llapis i talleu 25 cm de corda, lligueu un altre llaç i torneu-lo a posar. A continuació, torneu a posar el pèndol uns 25 cm (10 polzades) i marqueu-lo al paper d'on el deixeu anar. Repetiu l’experiment 5 vegades i trobeu el nombre mitjà d’oscil·lacions per veure com afecta la longitud de la corda al pèndol.
- Talleu altres 25 cm de corda per veure la diferència que fa en el nombre mitjà d'oscil·lacions.
- La longitud a partir de la qual està suspès un pèndol ajuda a determinar la velocitat i la regularitat dels gronxadors, motiu pel qual s’han utilitzat pèndols per mantenir el temps.