Jednostavno njihalo

1 · Predviđanje

Ako udvostručiš duljinu njihala, što se događa s periodom? Mijenja li uopće teži uteg period?

2 · Postava

  1. Otvori postav Njihalo u sandboxu mehanike.
  2. Potvrdi da je sonda brzine na utegu aktivna u ploči Matematika — očitavat ćeš njezinu vršnu vrijednost na dnu svakog njihaja.
  3. Za svaki redak postavi masu utega, duljinu užeta i kut puštanja od vertikale, a zatim pusti uteg i pusti ga da se njiše.

3 · Prikupljanje podataka

Masa (kg)Duljina užeta (m)Kut puštanja (°)Period (s)Maksimalna brzina (m/s)
1.001.0015.00
1.001.5020.00
1.002.0010.00

Nacrtaj period (s) naspram duljine užeta (m) za svoja tri retka. Je li odnos pravac?

4 · Analiza

  1. Za jedan redak izračunaj maksimalnu brzinu utega na dnu njihaja koristeći očuvanje energije (½mv² = mgh, uz h = L(1 − cos θ₀)) i usporedi sa svojim očitanjem sonde brzine uživo. Slažu li se?
  2. Pogledaj stupac perioda kroz sva tri retka. Ovisi li o masi utega? Koristi formulu za objašnjenje.

5 · Proširenje

  1. Formula perioda T = 2π√(L/g) pretpostavlja male kutove puštanja. Predvidi što se događa sa stvarnim periodom kako kut puštanja raste preko 30° — bi li izmjereni period sandboxa i dalje odgovarao formuli?
  2. Na dnu njihaja njihalo se giba najbrže. Gdje je otišla njegova početna gravitacijska potencijalna energija i zašto ukupna ostaje (gotovo) stalna kroz mnogo njihanja?

Fizika iza ovog pokusa

Period njihala (mali kutovi)

Za male kutove puštanja, period jednostavnog njihala ovisi samo o duljini i gravitaciji — ne o masi utega niti o visini puštanja.

Gravitacijska potencijalna energija

Visina s koje uteg pada od točke puštanja do dna njihaja, h = L(1 − cos θ₀), određuje koliko se potencijalne energije pretvara u kinetičku — i time koliko brzo se uteg giba na dnu.

← Natrag na pokus

Mehanika

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis