'N Slinger bestaan uit 'n gewig wat hang van 'n staaf of tou wat heen en weer swaai. Slinger is algemeen in tydmeters soos metronomes, slingerhorlosies, seismometers en wierookbranders, en kan gebruik word om komplekse fisika -probleme te illustreer.
Stap
Metode 1 van 3: Verstaan die basiese slinger
Stap 1. Weet dat 'n slinger 'n gewig is wat vrylik aan die einde van die tou hang
Voordat u 'n slinger begin gebruik, moet u weet wat 'n slinger is en hoe dit werk. Gelukkig is 'n slinger niks meer as 'n hangende gewig wat heen en weer kan swaai nie. Die tou word vasgemaak op 'n vaste punt sodat slegs die gewig en tou beweeg.
- Hou die punt van 'n hangende halssnoer of jojo-speelgoed tussen u vingers en beweeg die 'gewig' onderaan. Jy het jou eerste slinger gemaak!
- 'N Algemene voorbeeld van 'n slinger is 'n groot swaaigewig op 'n slingerhorlosie.
Stap 2. Om 'n slinger te gebruik, trek die gewig terug en laat dit dan los
Maak seker dat u die tou styf hou en die gewig verwyder sonder om dit te druk. Die gewig sal heen en weer swaai en terugkeer tot byna dieselfde hoogte as wanneer jy dit laat val het.
- Die slinger sal vir ewig swaai as niks hom vertraag of van rigting verander nie.
- Uiteindelik sal eksterne kragte soos wrywing en lugweerstand die slinger vertraag.
Stap 3. Maak 'n eenvoudige slinger met 'n tou, battery en maatband om dit beter te verstaan
As u leer deur middel van praktiese aktiwiteite of kinders wil leer hoe 'n slinger werk, kan u vinnig 'n slinger bou om mee te eksperimenteer:
- Bind die een kant van die tou vas in die middel van 'n hout maatband of paal.
- Bind die ander kant aan 'n battery of 'n ander klein vrag.
- Balanseer die gemete hout op die rug van twee gelyke stoele sodat die battery vrylik tussen hulle kan hang en kan swaai sonder om iets te slaan.
- Lig die battery, hou die tou styf en laat dit los sodat dit heen en weer swaai.
Stap 4. Identifiseer die wetenskaplike woordeskat vir die slinger
Soos met die meeste wetenskaplike aktiwiteite, is die verstaan en gebruik van 'n slinger slegs moontlik as u die woorde ken wat dit beskryf.
- Amplitude: Die hoogste punt wat die slinger bereik.
- Bob: 'N Ander naam vir die las op die punt van die slinger.
- Ewewig: die middelpunt van die slinger; waar die las is as dit nie beweeg nie.
- Frekwensie: Die aantal kere wat die slinger in 'n gegewe tyd heen en weer swaai.
- Tydperk: Die hoeveelheid tyd wat 'n bewegende slinger neem om na dieselfde plek terug te keer.
Metode 2 van 3: Gebruik 'n slinger om basiese fisika aan te leer
Stap 1. Let op dat slingereksperimente 'n uitstekende manier is om die wetenskaplike metode aan te leer
Die wetenskaplike metode is sedert antieke Griekeland die ruggraat van wetenskaplike navorsing, en die slinger is 'n voorwerp wat maklik vervaardig kan word en vinnig resultate lewer. As u een van die volgende eksperimente uitvoer, neem die tyd om 'n hipotese te formuleer, bespreek watter veranderlike u toets en vergelyk die resultate.
- Eksperimenteer altyd 5-6 keer om die konsekwentheid van u resultate te verseker.
- Onthou om net een eksperiment op 'n slag te probeer- anders weet u nie wat die swaai van die slinger verander nie.
Stap 2. Verander die gewig aan die einde van die tou om gravitasie aan te leer
Een van die eenvoudigste maniere om oor die effek van swaartekrag te leer, is deur 'n slinger, en u kan verbaas wees oor die resultate. Om die effek van swaartekrag te sien:
- Trek die slinger 10 cm en laat dit los.
- Gebruik 'n stophorlosie om die slingerperiode te bepaal. Herhaal 5-10 keer.
- Voeg 'n swaarder bob by die slinger en herhaal die eksperiment.
- Die periode en frekwensie sal presies dieselfde wees! Dit is omdat swaartekrag alle vragte gelyk beïnvloed. Byvoorbeeld, 'n muntstuk en 'n baksteen val teen dieselfde spoed.
Stap 3. Verander waar u die las sal laat val om die amplitude te bestudeer
As u die tou hoër trek, het u die amplitude of hoogte van die slinger verhoog. Verander dit egter hoe vinnig die slinger na u hand terugkeer? Herhaal bogenoemde eksperiment, maar trek hierdie keer die slinger 20 sentimeter weg en verander nie die las nie.
- As u alles korrek gedoen het, sal die tydperk van die slinger nie verander nie.
- Die verandering van die amplitude verander nie die frekwensie nie, 'n feit wat handig sal wees in trigonometrie, klankwetenskap en vele ander terreine.
Stap 4. Verander die lengte van die tou
Herhaal die eksperiment hierbo, maar gebruik 'n korter of langer tou in plaas daarvan om te verander hoeveel gewig jy toevoeg of hoe hoog jy dit laat val.
Hierdie keer sal u beslis die veranderinge sien. In werklikheid is die verandering van die lengte van die tou die enigste ding wat die tydperk en frekwensie van die slinger sal verander
Stap 5. Kom meer te wete oor die slingerfisika om te leer oor traagheid, energie -oordrag en versnelling
Vir meer senior studente of aspirant -fisici is pendulums 'n uitstekende manier om die verband tussen versnelling, wrywing en trigonometrie te leer ken. Soek 'slingervergelykings', of ontwerp u eie eksperimente om dit te vind. 'N Paar vrae om te oorweeg:
- Hoe vinnig beweeg bob op sy laagste punt? Hoe vind u die spoed van die bob op elke punt?
- Hoeveel kinetiese energie het die bob op enige punt in die slinger? Gebruik as hulpmiddel die vergelyking: Kinetiese energie = 0,5 x Bob se massa x snelheid2
- Hoe kan u die tydperk van 'n slinger voorspel op grond van die lengte van die tou?
Metode 3 van 3: Met behulp van 'n slinger om metings te doen
Stap 1. Pas die lengte van die tou aan om die tyd te meet
Terwyl u die tou verder terugtrek en die vrag verander, kan u die tydperk nie verander nie, maar die tou kan verleng of verkort word. Dit is hoe u 'n ou horlosie kan maak - as u die lengte van die slinger perfek verander, kan u 'n punt of volle swaai neem, wat twee sekondes neem. Tel die aantal periodes en u weet hoeveel tyd verloop het.
- Die slingerhorlosie is aan die rat vasgemaak sodat elke keer as die slinger swaai, die tweede hand op die klok sal beweeg.
- In 'n slingerhorlosie lewer 'n gewig wat in een rigting swaai 'n "bosluis" en swaai terug om 'n 'klop' te produseer.
Stap 2. Gebruik u slinger om vibrasies in die omgewing, insluitend aardbewings, te meet
'N Seismograaf, 'n masjien wat die intensiteit en rigting van aardbewings meet, is 'n komplekse slinger wat slegs beweeg as die aardkors beweeg. Alhoewel dit baie ingewikkeld is om 'n slinger te kalibreer net om plaattektoniek te meet, kan u byna elke slinger in 'n basiese seismograaf met net pen en papier verander.
- Plak 'n pen of potlood aan die gewig aan die einde van die slinger.
- Plaas 'n stuk papier onder die slinger sodat die pen die papier raak en merke maak.
- Swaai die slinger saggies, maar moenie die tou skud nie. Hoe harder jy die slinger skud, hoe groter is die merke op jou vel papier. Dit hou verband met 'n groter "aardbewing".
- Die oorspronklike seismograaf het 'n roterende stuk papier, sodat u die sterkte van 'n aardbewing mettertyd kon sien.
- Die slinger word sedert 132 nC in China gebruik om aardbewings te meet.
Stap 3. Gebruik 'n spesiale slinger genaamd Foucault's Pendulum om te bewys dat die aarde draai
Alhoewel mense vandag weet dat die aarde om sy as draai, is Foucault se slinger die vroegste bewys van hierdie konsep. Om dit te herhaal, benodig u 'n groot slinger, met 'n minimum lengte van 4,9 meter en 'n gewig van meer as 11,3 kg, om eksterne veranderlikes soos wind of wrywing tot 'n minimum te beperk.
- Beweeg die slinger so dat dit lank kan swaai.
- Soos die tyd aanstap, sal u sien dat die slinger in 'n ander rigting swaai as toe u met die swaai begin het.
- Dit gebeur omdat die slinger in 'n reguit lyn beweeg terwyl die aarde daaronder draai.
- In die noordelike halfrond sal die slinger met die kloksgewys beweeg en in die suidelike halfrond sal die slinger teen die kloksgewys beweeg.
- Alhoewel dit ingewikkeld is, kan u Foucault se slinger gebruik om breedtegraad te bereken met behulp van trigonometriese vergelykings.
Wenke
- U het moontlik twee mense nodig om hierdie eksperiment akkuraat uit te voer - een persoon wat 'n slinger gebruik en die ander persoon hou tyd dop.
- As u 'n meer akkurate slinger wil maak, gebruik 'n ander tou om die gewig op die gewenste hoogte te hou. Brand die punt van die tou om die gewig te laat val. Dit sal verhoed dat u die gewig per ongeluk vorentoe of sywaarts stoot as u dit los.
- Sommige mense glo dat die slinger ook spesiale waarsêerkragte het.
