Yksinkertainen heiluri vs. yhdistetty heiluri
Heilurit ovat eräänlainen esine, joka näyttää jaksoittaisia värähtelyliikkeitä. Yksinkertainen heiluri on heilurin perusmuoto, jonka tunnemme paremmin, kun taas yhdistetty heiluri on yksinkertaisen heilurin laajennettu muoto. Molemmat laitteet ovat erittäin tärkeitä ymmärtäessä aloja, kuten klassinen mekaniikka, aallot ja värähtelyt sekä muut fysiikan kentät. Tässä artikkelissa aiomme keskustella, mikä yksinkertainen heiluri ja yhdistetty heiluri ovat, niiden toiminta, matemaattiset kaavat, jotka kuvaavat yksinkertaisen heilurin ja yhdistetyn heilurin liikettä, näiden kahden sovellukset, yksinkertaisen heilurin ja yhdistetyn heilurin yhtäläisyydet ja lopuksi ero yksinkertaisen heilurin ja yhdistetyn heilurin välillä.
Yksinkertainen heiluri
Yksinkertainen heiluri koostuu saranasta, narusta ja massasta. Laskelmien helpottamiseksi merkkijonon oletetaan olevan joustamaton ja nolla massa, ja ilman viskositeetti massassa on merkityksetön. Merkkijono on käännetty, ja massa ripustetaan merkkijonosta niin, että se voi heilua vapaasti. Ainoat massaan vaikuttavat voimat ovat merkkijonon painovoima ja jännitys. Yksinkertaisen heilurin liike hyvin pienille kulmille sanotaan olevan yksinkertaisten harmonisten värähtelyjen muodossa. Yksinkertainen harmoninen liike määritellään liikkeeksi, joka on muodoltaan = - (ω ^ 2) x, jossa "a" on kiihtyvyys ja "x" on siirtymä tasapainopisteestä. Termi ω on vakio. Yksinkertainen harmoninen liike vaatii palautusvoiman. Tässä tapauksessa palauttava voima on konservatiivinen painovoiman voimakenttä. Järjestelmän kokonaismekaaninen energia säilyy. Värähtelyjakso annetaan missä l on merkkijonon pituus ja g on painovoima. Jos viskositeettia tai muuta vaimennusvoimaa esiintyy, järjestelmä tunnistetaan vaimennetuksi värähtelyksi.
Yhdistetty heiluri
Yhdistetty heiluri, joka tunnetaan myös fyysisenä heilurina, on yksinkertaisen heilurin jatke. Fyysinen heiluri on mikä tahansa jäykkä runko, jota käännetään niin, että se voi heilua vapaasti. Yhdiste-heilurissa on piste, jota kutsutaan värähtelykeskukseksi. Tämä sijoitetaan etäisyydelle L saranasta, jossa L saadaan L = I / mR; tässä m on heilurin massa, I on hitausmomentti nivelen yli ja R on etäisyys massan keskustaan nivelestä. Fyysisen heilurin värähtelyjakso saadaan T = L tunnetaan pyörimisen pituudena.
Mitä eroa on yksinkertaisten ja yhdistettyjen heilurien välillä?
• Yksinkertaisen heilurin jakso ja siten taajuus riippuvat vain merkkijonon pituudesta ja gravitaatiokiihtyvyydestä. Yhdistetyn heilurin jakso ja taajuus riippuvat pyörimisen pituudesta, hitausmomentista ja heilurin massasta sekä gravitaatiokiihtyvyydestä.
• Fyysinen heiluri on yksinkertaisen heilurin tosielämän skenaario.
