振り子物理とは

振り子物理学は、重力によって引き起こされる振り子の揺れ動きを記述するために使用されます。 振り子を作成するには、ボブと呼ばれる重りをピボットと呼ばれる固定点から吊り下げます。 振り子を後ろに引いて離すと、重りが引っ張られ、重りがぶら下がっている弦またはワイヤーに沿った張力のため、振り子が前後に揺れます。 慣性の結果、動きが続きます。

基本的な慣性の法則によれば、体が静止していようと動いていようと、外力が作用しない限り、その状態が続きます。 振り子の物理学の場合、外力がそれを止めるように作用しない限り、振り子は揺れ続けます。 外力がそれに作用していないので、同じ弧を通って無期限に揺れ続けることができます。

振り子の動作は、機械的エネルギーの保存の良い例です。 この物理法則は、システム内のエネルギーが常に一定であることを示しています。 つまり、エネルギーの合計は常に同じであり、エネルギーを作成または破壊することはできません。 運動、ポテンシャル、化学、核、熱など、オブジェクトが存在できるエネルギー状態にはさまざまな種類があります。 ポテンシャルおよび運動エネルギー、または運動エネルギー状態は、振り子物理学で測定および観察されるものです。

振り子が揺れているとき、そのエネルギー状態は、ボブがアークのどこにあるかに基づいて変化しますが、ボブのポテンシャルと運動エネルギーの合計は同じままです。つまり、エネルギーは保存されます。 振り子の最高点では、速度がなく、システム内のすべてのエネルギーが潜在的です。 アークを通過すると、ボブは速度と運動エネルギーを獲得し、ポテンシャルエネルギーを失います。 アークの底部を通過すると、動き始めて運動エネルギーを失い、高さとポテンシャルエネルギーを獲得します。 運動エネルギーと位置エネルギーは異なりますが、振り子の物理測定では、振り子の弧のすべてのポイントで合計が同じままであることが示されています。

振り子の物理学では、空気抵抗と摩擦はボブに存在しないと想定されています。 振り子システムのエネルギーは保存されているため、他の物体や周囲にエネルギーが失われていない限り、無期限に継続することができる永続的な動きがあると言われています。 振り子が時間の経過とともに同じように揺れ続けるという事実は、時間を保つために時計で使用された理由であり、最初は重力の測定に使用されました。