Einfaches Pendel vs. zusammengesetztes Pendel
Pendel sind eine Art von Objekten, die periodische Schwingungsbewegungen aufweisen. Das einfache Pendel ist die uns geläufigere Grundform des Pendels, während das zusammengesetzte Pendel eine erweiterte Form des einfachen Pendels ist. Diese beiden Geräte sind sehr wichtig für das Verständnis von Gebieten wie der klassischen Mechanik, Wellen und Schwingungen und anderen verwandten Gebieten der Physik. In diesem Artikel werden wir diskutieren, was ein einfaches Pendel und ein zusammengesetztes Pendel sind, ihre Funktionsweise, die mathematischen Formeln, die die Bewegung des einfachen Pendels und des zusammengesetzten Pendels beschreiben, die Anwendungen dieser beiden, die Ähnlichkeiten zwischen einfachem Pendel und zusammengesetztem Pendel und schließlich der Unterschied zwischen einfachem Pendel und zusammengesetztem Pendel.
Einfaches Pendel
Das einfache Pendel besteht aus einem Drehpunkt, einer Schnur und einer Masse. Zur Vereinfachung der Berechnungen wird angenommen, dass die Saite nicht elastisch ist und keine Masse hat, und die Luftviskosität an der Masse ist vernachlässigbar. Die Saite wird geschwenkt und die Masse wird an der Saite aufgehängt, so dass sie frei schwingen kann. Die einzigen Kräfte, die auf die Masse wirken, sind die Gewichtskraft und die Spannung der Saite. Die Bewegung eines einfachen Pendels für sehr kleine Winkel soll in Form einfacher harmonischer Schwingungen erfolgen. Die einfache harmonische Bewegung ist definiert als eine Bewegung in Form von a=– (ω^2) x, wobei „a“die Beschleunigung und „x“die Verschiebung vom Gleichgewichtspunkt ist. Der Term ω ist eine Konstante. Eine einfache harmonische Bewegung erfordert eine Rückstellkraft. Die Rückstellkraft ist in diesem Fall das konservative Kraftfeld der Gravitation. Die gesamte mechanische Energie des Systems bleibt erh alten. Die Schwingungsdauer ist gegeben durch wobei l die Länge der Saite und g die Erdbeschleunigung ist. Wenn Viskosität oder andere Dämpfungskräfte vorhanden sind, wird das System als gedämpfte Schwingung identifiziert.
Zusammengesetztes Pendel
Das zusammengesetzte Pendel, auch physikalisches Pendel genannt, ist eine Erweiterung des einfachen Pendels. Das physikalische Pendel ist jeder starre Körper, der so geschwenkt wird, dass er frei schwingen kann. Das zusammengesetzte Pendel hat einen Punkt, der als Schwingungsmittelpunkt bezeichnet wird. Diese wird in einem Abstand L vom Drehpunkt platziert, wobei L gegeben ist durch L=I/mR; hier ist m die Masse des Pendels, I das Trägheitsmoment über dem Drehpunkt und R der Abstand zum Massenmittelpunkt vom Drehpunkt. Die Schwingungsdauer des physikalischen Pendels ist gegeben durch T=L und wird als Kreisellänge bezeichnet.
Was ist der Unterschied zwischen einfachen und zusammengesetzten Pendeln?
• Die Periode und damit die Frequenz des einfachen Pendels hängt nur von der Länge der Schnur und der Erdbeschleunigung ab. Die Periode und die Frequenz des zusammengesetzten Pendels hängen von der Kreisellänge, dem Trägheitsmoment und der Masse des Pendels sowie der Fallbeschleunigung ab.
• Das physikalische Pendel ist das reale Szenario des einfachen Pendels.
