Mekanika
Bandul
Perhatikan bandul mempercepat di bagian bawah dan berhenti sejenak di puncak setiap ayunan.
Bandul — simulasi Mekanika interaktif. Perhatikan bandul mempercepat di bagian bawah dan berhenti sejenak di puncak setiap ayunan. Laboratorium fisika virtual gratis berbasis browser dengan pengukuran SI langsung dan tutorial terpandu.
Gerak harmonik sederhana
Bandul berayun bolak-balik karena gravitasi memberikan gaya pemulih menuju keseimbangan. Untuk sudut kecil, geraknya kira-kira harmonik sederhana.
Ketika bandul bergeser dari posisi setimbang, komponen gravitasi sepanjang busur menariknya menuju titik terendah. Gaya pemulih itu membuatnya berosilasi: mempercepat di bawah, melambat di kedua ujung, dan mengulang siklusnya.
- T ≈ 2π√(L/g) (sudut kecil)
- Gaya pemulih ∝ pergeseran (θ kecil)
Singkat investigasi
Rencanakan pertanyaan sebelum Anda membuka lab
Ringkasan ini mencerminkan halaman prerender: pertanyaan utama, prediksi yang bersaing, peran variabel, hukum yang mengatur, penyiapan, serta petunjuk analisis dan pengembangan tetap terlihat dalam urutan ini.
Pertanyaan mengemudi
Jika panjang pendulum digandakan, apa yang terjadi dengan periodenya? Apakah memperberat bob akan mengubah periodenya?
Prediksi untuk ditimbang
- Pendulum yang lebih panjang mempunyai periode yang lebih panjang (berayun maju mundur lebih lambat); massa tidak berpengaruh.
- Bandul yang lebih panjang mempunyai periode yang lebih pendek (berayun maju mundur lebih cepat).
- Bob yang lebih berat berayun lebih lambat, berapa pun panjang talinya.
Peran variabel
Apa yang Anda tetapkan:
- Massa (kg)
- Panjang Tali (m)
- Sudut Rilis (°)
Apa yang Anda ukur:
- Titik (s)
- Kecepatan Maks (m/s)
Bagaimana penyelidikannya berjalan
- Buka preset Pendulum di kotak pasir mekanik.
- Konfirmasikan pemeriksaan kecepatan pada bob aktif di panel Matematika — Anda akan membaca nilai puncaknya di bagian bawah setiap ayunan.
- Untuk setiap baris, atur massa bob, panjang tali, dan sudut pelepasan dari vertikal, lalu lepaskan bob dan biarkan berayun.
Persamaan yang mengatur
Periode Pendulum (Sudut Kecil) — T = 2π·√(L / g)
Untuk sudut pelepasan yang kecil, periode pendulum sederhana hanya bergantung pada panjang dan gravitasinya — bukan pada massa benda atau seberapa jauh pendulum dilepaskan.
Energi Potensial Gravitasi — PE = m·g·h
Ketinggian yang dijatuhkan bob dari titik pelepasannya ke dasar ayunan, h = L(1 − cos θ₀), menentukan berapa banyak energi potensial yang diubah menjadi energi kinetik — dan juga seberapa cepat bob bergerak di bagian bawah.
Apa yang diminta siswa untuk dikerjakan oleh lembar kerja yang dapat dicetak
- Untuk satu baris, hitung kecepatan maksimum bob di bagian bawah ayunan menggunakan konservasi energi (½mv² = mgh, dengan h = L(1 − cos θ₀)) dan bandingkan dengan pembacaan probe kecepatan langsung Anda. Apakah mereka setuju?
- Lihatlah kolom periode di ketiga baris. Apakah itu bergantung pada massa bob? Gunakan rumus untuk menjelaskan mengapa atau mengapa tidak.
Di mana hal ini muncul di luar lab
- Rumus periode T = 2π√(L/g) mengasumsikan sudut pelepasan kecil. Prediksikan apa yang terjadi pada periode nyata ketika sudut pelepasan melampaui 30°— apakah periode yang diukur di kotak pasir masih sesuai dengan rumus?
- Di bagian bawah ayunan, pendulum bergerak paling cepat. Ke mana perginya energi potensial gravitasi awalnya, dan mengapa totalnya tetap (hampir) konstan dalam banyak ayunan?
- AP Physics 1 — Unit 7: Oscillations
- AP Physics C: Mechanics — Unit 7: Oscillations
- IB Physics — A.1 Kinematics
- IB Physics — C.1 Simple harmonic motion
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Middle School Physical Science — Stored (potential) energy
- Selamat datang di bandul
- Pilih bandul
- Tekan Putar
- Bolak-balik
- Buka data
- Berhasil!
Buka simulasi interaktif untuk membangun adegan, tekan Putar, dan jelajahi dengan pengukuran langsung dan tutorial terpandu.