Pèndol simple vs Pèndol compost
Els pèndols són un tipus d'objectes que mostren moviments oscil·latoris periòdics. El pèndol simple és la forma bàsica del pèndol, amb la qual estem més familiaritzats, mentre que el pèndol compost és una forma estesa del pèndol simple. Ambdós dispositius són molt importants en la comprensió de camps com la mecànica clàssica, les ones i les vibracions i altres camps relacionats en la física. En aquest article, parlarem de què són el pèndol simple i el pèndol compost, el seu funcionament, les fórmules matemàtiques que descriuen el moviment del pèndol simple i el pèndol compost, les aplicacions d'aquests dos, les similituds entre el pèndol simple i el pèndol compost, i finalment la diferència entre pèndol simple i pèndol compost.
Pèndol simple
El pèndol simple consta d'un pivot, una corda i una massa. Per facilitar els càlculs, se suposa que la corda no és elàstica i té una massa zero, i la viscositat de l'aire a la massa és insignificant. La corda es pivota i la massa es penja per la corda perquè pugui oscil·lar lliurement. Les úniques forces que actuen sobre la massa són la força gravitatòria i la tensió de la corda. Es diu que el moviment d'un pèndol simple per a angles molt petits és en forma d'oscil·lacions harmòniques simples. El moviment harmònic simple es defineix com un moviment que pren la forma de a=– (ω^2) x on "a" és l'acceleració i "x" és el desplaçament des del punt d'equilibri. El terme ω és una constant. Un moviment harmònic simple requereix una força restauradora. En aquest cas, la força restauradora és el camp de força conservatiu de la gravitació. Es conserva l'energia mecànica total del sistema. El període d'oscil·lació ve donat per on l és la longitud de la corda i g és l'acceleració gravitatòria. Si hi ha viscositat o qualsevol altra força d'amortiment, el sistema s'identifica com una oscil·lació amortida.
Pèndol compost
El pèndol compost, que també es coneix com a pèndol físic, és una extensió del pèndol simple. El pèndol físic és qualsevol cos rígid que es pivota perquè pugui oscil·lar lliurement. El pèndol compost té un punt anomenat centre d'oscil·lació. Aquest es col·loca a una distància L del pivot on L ve donada per L=I/mR; aquí, m és la massa del pèndol, I és el moment d'inèrcia sobre el pivot i R és la distància al centre de masses des del pivot. El període d'oscil·lació del pèndol físic ve donat per T=L es coneix com la longitud de la gir.
Quina diferència hi ha entre els pèndols simples i els compostos?
• El període i, per tant, la freqüència del pèndol simple depèn només de la longitud de la corda i de l'acceleració gravitatòria. El període i la freqüència del pèndol compost depenen de la longitud de la gir, del moment d'inèrcia i de la massa del pèndol, així com de l'acceleració gravitatòria.
• El pèndol físic és l'escenari de la vida real del pèndol simple.
