Pendel ja võnkumised

Me räägime perioodilistest liikumistest, ehk siis liikumistest, mis kordavad end teatud kindla aja jooksul. Näiteks seesama pendel. 

Enne tegutsema asumist näitaks kollaseid kaste tähtsate lausetega, missuguseid te ka õpikutes tihti kohtate. Siin te ei pea neid meelde jätma. Aga kui me tahame millestki asjalikult rääkida, siis esimese asjana peaksime kokku leppima, mida need sõnad tähendava, mida me kasutame. Eksole, me tunneme end tavaliselt üsna kindlalt, rääkides näiteks autodest. Sest me oleme autosid näinud ja teame, mida me selle sõnaga üldiselt mõtleme.  Ja, muide, ehkki me ei ole kusagilt õppinud sõna "auto" definitsiooni, oskaksime me selle definitsiooni ka ise välja mõelda. Füüsika mõistetega peaks olema samamoodi - kui tead, mis see on, siis võid definitsiooni ka ise välja mõelda.

Kohtate siin ka üht lihtsat valemit - kuidas avaldub perioodilise võnkumise sagedus selle võnkeperioodi järgi. Samuti kaks kontrollküsimust, millele võiksite vastata.

Niisiis:

Perioodiline liikumine

Tuleta meelde või uuri välja, millised liikumised on perioodilised ja kuidas perioodilisi liikumisi iseloomustatakse.

Matemaatiline pendel simulatsioonis

Matemaatiline pendel simulatsioonis

Nii palju siis teooriast. Edasi oleme praktilised ja hakkame üht sellist pendlit uurima. Esimese asjana peate video järgi kokku panema ühe pendli aluse, siis riputame selle külge pendli. Edasi tuleks teil ära mõõta selle pendli võnkeperiood. Kui saate aru, mis see võnkeperiood on, siis peaks see olema lihtne.

Mõõtmise tulemus tuleks kirjutada töölehel vastavale väljale. Pendli pikkuse peaksite valima 30 cm. 

Pendli võnkeperiood

Paneme kokku statiiv ja riputame sinna kõrrest ja kummikorgist valmistatud pendli ja mõõdame selle võnkeperioodi.

Mina teen neid katseid nii:

VIDEO

Me proovisime teha kõik ühe pikkusega pendlid. Mõõdetud võnkeperioodid, nagu me nägime, veidi erineva. Aga kas peaks olema nii, et kui me kõik oma pendlid väga täpselt ühepikkuseks mõõdame, siis tulevad ühesugused ka võnkeperioodid?

Arvestades veel, et meil kõigil ei ole ühe massiga pendlid. 

Teisiti, millest sõltub pendli võnkeperiood ja millest see ei sõltu?

Proovime järele.

Kui tahame midagi sellist uurida, siis peaksime tegema mitu katset, kus me üht või teist pendli omadust muudame, mõõtes pärast seda ka võnkeperioodi. Ja tegema siis järeldusi. Seda esimest miniuurimust tehes me ei mõõda vaid võrdleme - paneme juba olemasoleva pendli kõrvale üles veel teise. Ja proovime vastata küsimustele, mis järgneval slaidil.

Millistest parameetritest sõltub pendli võnkeperiood ja võnkesagedus

Lisame oma ühe pendliga süsteemile veel teisegi pendli, et hiljem nende võnkumist võrrelda.

Mina teen neid katseid nii:

VIDEO

Nüüd siis see kole slaid, kus tegeleme matemaatikaga. Ehkki matemaatika võib mõnele teist mitte meeldida, on sellest aeg-ajalt päriselt kasu. Ja füüsika ilma matemaatikata hakkama ei saa.

Matemaatikaga teeme tutvust läbi pendli valemi. Valemi juures on ka ära defineeritud pendel, mille korral see valem kehtib.

Valemisse läheb üks pendli omadus - selle pikkus. Valemi kaudu saab arvutada pendli võnkeperioodi. Mõõdetud ja arvutatud võnkeperiood peaksid olema ühesugused?

Milleks meile matemaatika

Milleks meile matemaatika