Blant de ”evige” emnene i skolens læreplan i fysikk"nøling" -delen er kanskje den mest nostalgiske - den huskes alltid med en slags varm tristhet. Det er lite sannsynlig at i det minste noen som husker dette emnet, for det første ikke ser flått-flått, flått-pikk ... pendelen er den "mest alvorlige" enheten fra fysikkskapet. Riktignok "tick" på laboratoriependler, men med sitt klassiske middelalderske utseende sier de alltid, svaiende, deres evige tick-to-tick, tick-to-te ... "ikke tenk på sekunder ned." Og oppgaven til disse enkle utseende enhetene er å tydelig vise hva det er - vibrasjoner.
Vi kjenner verden og ser hvor mye den betyrrundt oss er en så enkel og grei handling. Oscillation er Foucaults pendel, klokke, strøm, radio, TV, lyd fra høyttaleren, og din favoritt mobiltelefon er en hel haug med svingende systemer. La oss huske hva som ble lært på skolen - amplituden av vibrasjoner, formler, grafikk. Så nøling ... hva er det?
Alt som omgir oss er “materielle poeng”,som av en eller annen grunn ikke sitter stille. I dette kaoset av forskjellige bevegelser kalles svingninger prosessen der det materielle punktet, noen ganger systemet sier, alltid vender tilbake til likevektsposisjonen hvis det avviker fra det mange ganger. Størrelsen på det maksimale avviket fra likevektspunktet kalles amplituden til svingningene. Den beste enheten for å demonstrere mekaniske vibrasjoner, selvfølgelig, er en gammel, god pendel - en belastning (kule, skive eller stang) hengende på en tråd. Løs det ubevegelig - og her er en likevektstilstand. Ta lasten til side og slipp, hva ser du? Det er riktig, han vil starte sin "tick-tock": han kommer tilbake til likevektsposisjonen, avviker til den andre siden, og deretter tilbake til likevektsposisjonen. Hvis ingenting hindrer pendelen, vil den, rastløs, igjen avvike til siden ... og så videre kontinuerlig, inntil den på grunn av friksjonskraften fortsatt stopper.
Det bare skjedde at alle ting som harmassen, størrelsen og andre kjennetegn inneholder nødvendigvis et sett med egenskaper som unikt kan beskrive dette “materielle punktet” slik at dets oppførsel fra interaksjon med miljøet er forutsigbar, logisk og forståelig. Slike egenskaper ved pendelen er amplituden til svingningene og perioden. Andre ofte brukte parametere er derivater av de originale, de er deres organiske del (fase) eller resultatet av tilleggsberegninger (frekvens).
Neste trinn i å utforske en fascinerende verdensvingninger - det enkleste eksperimentet for å bestemme parametrene til objektet vårt - en pendel. Enheten til pendelen er ikke noe enklere - en tråd, en ball, et fjæringspunkt. Men hvordan finne amplituden til svingninger av en slik pendel? Det er så enkelt at en slik opplevelse, som de sier, kan gjøres på kjøkkenet. Alt er enkelt (innenfor visse grenser). Innledende oppgave: det er en pendel hengt opp fra taket - en metallskive på en tråd. Vi er interessert i størrelsen på diskens avvik fra likevektsposisjonen. Når pendelen er stasjonær, markerer du likevektspunktet på veggen, eller på en papirskjerm montert bak. Skyv disken. Pendelen vil begynne å svinge, og skyggen av disken vil "tegne" banen på skjermen. Når vi beveger pinnen (du kan bruke en blyant) på skjermen, finner vi det siste punktet, når skyggen, når den vibrerer på det ekstreme punktet, lukker pekeren vår og markerer. Avstanden fra likevektspunktet til merket vil være amplituden til svingningene i pendelen. Virkelig enkelt? Og hvem ville tvile på det.
Selvfølgelig kan du "modernisere" eksperimentetelektroniske klokker og fløyter med fotosensorer eller bruker laseravstandsmålere, måler opp til et eller annet attraktivt siffer etter desimalet, men ingenting kan endre essensen - pendelets største avvik fra likevektsposisjonen er målt, d.v.s. amplituden måles. I eksperimentet vårt er det lett å finne en "hemmelighet" av pendelen - dens amplitude av svingninger avhenger bare av de første forholdene, dvs. faktisk fra styrken til det første støtet som krenket likevektstilstanden, eller den opprinnelige energien som ble gitt til det oscillerende systemet, når pendelen avbøyes av en vinkel fra likevektsposisjonen.
