Hva er pendulfysikk?

Pendulfysikk brukes for å beskrive svingebevegelsen til en pendel som er forårsaket av tyngdekraften. For å lage en pendel henges en vekt, kalt en bob, fra et fast punkt, kalt en pivot. Ved å trekke pendelen tilbake og gi slipp, vil den svinge frem og tilbake på grunn av tyngdekraften og spenningen langs snoren eller ledningen som vekten henges fra. Bevegelsen fortsetter som et resultat av treghet.

I henhold til den grunnleggende treghetsloven, enten et organ er i ro eller i bevegelse, vil det fortsette i den tilstanden med mindre det blir utøvd av en ekstern styrke. Når det gjelder pendelfysikk, vil pendelen fortsette å svinge med mindre en ekstern kraft virker for å stoppe den. Siden ingen ytre krefter virker på den, kan den fortsette å svinge på ubestemt tid gjennom den samme buen.

Handlingen til en pendel er et godt eksempel på bevaring av mekanisk energi. Denne fysikkloven sier at energien i et system alltid forblir konstant. Med andre ord er summen av energien alltid den samme, og energi kan ikke skapes eller ødelegges. Det er mange forskjellige typer energitilstander som en gjenstand kan være i, for eksempel kinetisk, potensiell, kjemisk, kjernefysisk og termisk. Potensielle og kinetiske, eller bevegelige, energitilstander er de som måles og observeres i pendelfysikken.

Når en pendel svinger, endres energitilstanden basert på hvor i buen boben er, men det som forblir det samme er summen av bobens potensiale og kinetiske energi - med andre ord, energien er bevart. På pendelens høyeste punkt har den ingen hastighet og all energien i systemet er potensiell. Når den faller gjennom buen, får boben fart og kinetisk energi mens han mister potensiell energi. Når den passerer gjennom bunnen av buen, begynner den å sakte og mister kinetisk energi mens den får høyde og potensiell energi. Selv om den kinetiske og potensielle energien varierer, viser pendulens fysikkmålinger at totalen forblir den samme på alle punkter i pendelbuen.

I pendelfysikk antas luftmotstand og friksjon å være ikke-eksisterende på boben. Siden energien i et pendelsystem er bevart, sies den å ha evig bevegelse, som kan fortsette på ubestemt tid så lenge ingen energi går tapt til andre gjenstander eller omgivelser. At en pendel fortsetter å svinge på samme måte over tid, er grunnen til at den ble brukt i klokker for å holde tiden, og ble opprinnelig brukt til å ta målinger av gravitasjonskraften.