Co je kyvadlová fyzika?

Fyzika kyvadla se používá k popisu kyvného pohybu kyvadla, které je způsobeno gravitací. Pro vytvoření kyvadla se váha, nazývaná bob, zavěšuje z pevného bodu, nazývaného pivot. Tažením kyvadla dozadu a jeho uvolněním se bude otáčet tam a zpět kvůli tahu gravitace a napětí podél šňůry nebo drátu, ze kterého je váha zavěšena. Pohyb pokračuje v důsledku setrvačnosti.

Podle základního zákona setrvačnosti, ať už je tělo v klidu nebo v pohybu, bude v tomto stavu pokračovat, pokud na něj nebude působit vnější síla. V případě fyziky kyvadla se kyvadlo bude i nadále otáčet, pokud k jeho zastavení nepůsobí vnější síla. Protože na to nepůsobí žádné vnější síly, může se neustále otáčet stejným obloukem.

Působení kyvadla je dobrým příkladem zachování mechanické energie. Tento fyzikální zákon uvádí, že energie v systému vždy zůstává konstantní. Jinými slovy, součet energie je vždy stejný a energii nelze vytvořit ani zničit. Existuje mnoho různých typů energetických stavů, ve kterých může být objekt, například kinetický, potenciální, chemický, jaderný a tepelný. Potenciální a kinetické nebo pohyblivé energetické stavy jsou ty, které jsou měřeny a pozorovány ve fyzice kyvadla.

Když se kyvadlo otáčí, mění se jeho energetický stav podle toho, kde v oblouku je bob, ale co zůstává stejné, je součet potenciálu bobové energie a kinetické energie - jinými slovy, energie je zachována. V nejvyšším bodě kyvadla nemá rychlost a veškerá energie v systému je potenciální. Jak propadá obloukem, bob získává rychlost a kinetickou energii při ztrátě potenciální energie. Jakmile prochází dnem oblouku, začíná se zpomalovat a ztrácí kinetickou energii, přičemž získává výšku a potenciální energii. Ačkoli se kinetická a potenciální energie liší, měření fyziky kyvadla ukazují, že součet zůstává ve všech bodech oblouku kyvadla stejný.

Ve fyzice kyvadla se předpokládá, že na bobu neexistuje odpor vzduchu a tření. Protože energie kyvadlového systému je zachována, říká se, že má neustálý pohyb, který může pokračovat donekonečna, dokud není žádná energie ztracena na jiné objekty nebo okolí. Skutečnost, že kyvadlo se v průběhu času otáčí stejným způsobem, je důvodem, proč bylo používáno v hodinách k udržení času, a původně se používalo k měření gravitační síly.