Wahadło rewersyjne

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Wahadło rewersyjne
(a) ostrza na których wahadło jest zawieszane
(b) masa regulacyjna, przesuwana przy pomocy śruby
(c)element przytwierdzający regulator do wahadła
(d) wahadło
(e) końcówki do precyzyjnego odczytu przejścia przez położenie równowagi

Wahadło rewersyjne (czyli odwracalne) to przyrząd będący rodzajem wahadła fizycznego o dwóch równoległych osiach zawieszenia i regulowanym rozkładzie masy, używany do wyznaczania przyspieszenia ziemskiego. Wahadło zostało wynalezione przez Henry’ego Katera w 1817 roku.

Składa się ono z metalowego pręta, dwóch ostrzy O i O` na których można je zawieszać oraz z dwóch lub trzech metalowych brył w kształcie soczewki (by zmniejszyć opory powietrza), z których jedna może być przesuwana po pręcie, pozwala to na zmianę okresu drgań wahadła. Zastosowanie takiej konstrukcji pozwala na wyeliminowane ze wzorów wielkości trudno mierzalnych, takich jak moment bezwładności i odległość do środka masy. Przy odpowiednio dobranym położeniu masy ruchomej okres drgań wahadła dla obu zawieszeń jest jednakowy i odpowiada okresowi drgań wahadła matematycznego o długości równej odległości między osiami obrotu. Odległość ta jest nazywana długością zredukowaną wahadła. Wahadło pozwala wyznaczyć dokładnie wartość przyspieszenia ziemskiego:

 g = \frac {4\pi^2 l} {T^2}

Gdzie:

l - odległość między punktami zawieszenia wahadła (osiami),
T - okres drgań wahadła.

Wahadło rewersyjne jest powszechnie wykorzystywane w dydaktyce fizyki, podczas której studenci dokonując regulacji położenia mas mogą samodzielnie wyznaczyć przyspieszenie ziemskie.

W doświadczeniu wyznacza się okresy drgań dla obu zawieszeń, przesuwa się soczewkę ruchomą, dążąc do wyrównania okresów drgań względem ostrza O z drganiami względem ostrza O`. Uzyskanie jednakowych okresów drgań jest bardzo trudne, dlatego wyznaczenia równego okresu drgań dokonuje się przez interpolację oraz znalezienie przecięcia dwóch wykresów funkcji okresu drgań od położenia przesuwanej masy (graficznie lub analitycznie).

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]