Просто махало срещу сложно махало
Махалата са вид обекти, които показват периодични колебателни движения. Простото махало е основната форма на махалото, с която сме по-запознати, докато съставното махало е разширена форма на простото махало. И двете устройства са много важни за разбирането на области като класическата механика, вълни и вибрации и други свързани области във физиката. В тази статия ще обсъдим какво представляват простото махало и съставното махало, тяхната работа, математическите формули, които описват движението на простото махало и съставното махало, приложенията на тези две, приликите между простото махало и съставното махало и накрая разликата между просто махало и сложно махало.
Просто махало
Простото махало се състои от ос, струна и маса. За улеснение на изчисленията се приема, че струната е нееластична и има нулева маса, а вискозитетът на въздуха върху масата е незначителен. Връвта се завърта и масата е окачена на връвта, така че да може да се люлее свободно. Единствените сили, които действат върху масата, са гравитационната сила и напрежението на струната. Твърди се, че движението на обикновено махало за много малки ъгли е под формата на прости хармонични трептения. Простото хармонично движение се определя като движение, приемащо формата на a=– (ω^2) x, където „a“е ускорението, а „x“е изместването от точката на равновесие. Членът ω е константа. Простото хармонично движение изисква възстановяваща сила. В този случай възстановяващата сила е консервативното силово поле на гравитацията. Общата механична енергия на системата се запазва. Периодът на трептене се дава от където l е дължината на струната, а g е гравитационното ускорение. Ако е налице вискозитет или някаква друга затихваща сила, системата се идентифицира като затихнало трептене.
Съставно махало
Съставното махало, което също е известно като физическо махало, е продължение на простото махало. Физическото махало е всяко твърдо тяло, което се завърта, така че да може да се колебае свободно. Съставното махало има точка, наречена център на трептене. Това се поставя на разстояние L от шарнира, където L е дадено от L=I/mR; тук m е масата на махалото, I е инерционният момент над въртене, а R е разстоянието до центъра на масата от въртенето. Периодът на трептене за физическото махало се дава от T=L и е известен като дължина на въртене.
Каква е разликата между простото и съставното махало?
• Периодът и следователно честотата на простото махало зависят само от дължината на струната и гравитационното ускорение. Периодът и честотата на съставното махало зависят от дължината на въртене, инерционния момент и масата на махалото, както и от гравитационното ускорение.
• Физическото махало е сценарият от реалния живот на обикновеното махало.
