Pendulet svinger

 

Du kender sikkert et gammelt stueur. Pendulet svinger frem og tilbage og der fremkommer et stille TIK -TAK.

I dette afsnit skal vi se på pendulets egenskaber og er specielt interesseret i, hvad der har indflydelse på svingningstiden . . .

          •     loddets vægt

          •     snorens længde

          •     udsvingets størrelse

- og

          •     kan man beregne svingningstiden rent matematisk?

Teori

Et pendul foretager én svingning ved f. eks. at gå fra en yderstilling til den anden og tilbage igen.

Udsvingets størrelse kaldes amplituden.
Den måles fra grundstillingen og til en af yderstillingerne.

Grundstillingen kaldes også for hvilestillingen.

Forsøg med pendulet viser, at loddets masse ingen indflydelse har på svingningstiden.

 

Matematik

Her ser du formlen for beregningen af svingningstiden for et pendul. Formlen gælder kun for små udsving.

T er svingningstiden
L er pendulets længde
G er tyngdekraften eller mere korrekt tyngdeaccelerationen

Vi kan beregne svingningstiden for et pendul, som har en svingningstid på 1 sekund. Resultatet er 25 cm. Skal svingningstiden være 2 sekunder, skal pendulet være 4 gange så langt, altså 1 meter. Se udregningerne nederst på denne side.

 

Lav et langt pendul

Man opnår stor nøjagtighed med en langt pendul. Du kan få en nøjagtighed på helt ned til under 5/100 af et sekund.

 

Kend stopuret

Stopuret startes og standses med højre knap. Nulstil med venstre.

Mode-knappe i midten er til at indstille uret med.

 

Sådan beregner du svingningstiden

Pigerne her er i gang med forsøget og vil bruge en almindelig lommeregner til beregning af den matematiske formel.

Vil målingen med stopur og beregningen give det samme resultat?

Når man første gang ser denne formel, kan den godt virke lidt svær. Men den er faktisk lettest at udregne på en almindelig lommeregner.

 

Vi tager et eksempel fra undervisningen:

          •     Vi målet pendulets længde til at være f.eks. 42 cm.

          •     Dvs. L er 0,42 meter.

          •     Vi regner først brøken under kvadratrodstegnet.

          •     L kender vi, og G er tyngdeaccelerationen på 9,82 m/s2.

          •     L divideres med G. 0,42 / 9,82 er 0,0427

          •     Tag kvadratroden; det giver 0,2068

          •     Vi ganger med phi; det giver 0,6493

          •     Vi ganger med 2; det giver 1,298

          •     Svingningstiden er derfor 1,29 sekund.

Er man god til matematik, kan man beregne, hvor langt et pendul skal være, for at svingningstiden er f.eks. 1 sek. eller 2 sek. Den udregning ligger uden for pensum, og gives i klassen til interesserede.

 

Dæmpet og kontinuerlig svingning

Når vi ser et svingende pendul, oplever vi, at udsvingene bliver mindre og mindre. Årsagen er luftmodstand og gnidningsmodstand i ophængningspunktet. Pendulet foretager en dæmpet svingning.

Pendulet på et gammeldags ur kan blive ved at svinge. Det modtager hele tiden energi fra en fjeder eller et lod, som hænger under uret. Pendulet foretager på denne måde en kontinuerlig svingning.

 


Dårlige jokes om svingninger

          •     Kan I så komme i sving!

          •     Det går lidt op og ned.

Nyheder okt 2020

orsted drdk

For 200 år siden opdagede Ørsted elektromagnetismen. Se lige et videoklip på dr.dk om emnet.
Klik her . . .  dr.dk-oersteds

zoom198

Vi ses på ZOOM

Lad klassen få besøg af en konsulent via ZOOM. Få f.eks. en præsentation af læseplanen for 7. klasse, eller fysik8.dk eller noget om de fællesfaglige fokusområder i 9. årgang.
Giv et forslag til et virtuelt møde på 15 minutter her i denne corona-tid. Send en besked på mail: Denne e-mail adresse bliver beskyttet mod spambots. Du skal have JavaScript aktiveret for at vise den..

Hilsen, Erik Marcussen
lærer i naturfag

ellen 198

Elfærgen Ellen

Der sejler en helt unik færge i det sydfynske øhav. Det er elfærgen Ellen. Den er et godt emne under energi eller teknologi. Klik her . . .