Що являє собою нитяною маятник?

Якщо ви підвісити невелику гайку, кулька або будь-який інший грузик на довгій тонкій нитці, ви зрозумієте, що представляє собою нитяною маятник. За конструкцією він нагадує найпростіший схил, який використовується в будівництві. Однак маятник на те і маятник, щоб коливатися, а схил обов`язково повинен бути нерухомим.

Відео: Видеоурок по фізиці "Математичний і пружинний маятники"

Нитяний маятник називають також математичним - це фізична модель осцилятора, тобто системи, що здійснює гармонічні коливання. Правда, осциллятором він буде вважатися лише за певних умов. Фізична реалізація нитяного маятника - малий вантаж, підвішений на довгій тонкій нитки- математична - матеріальне тіло на невагомою нерастяжимой нитки в однорідному полі сил тяжіння.

Земля, точка кріплення нитки, сама нитка, кулька (вантаж) на ній утворюють коливальну систему. Коли система виведена зі стану стійкої рівноваги, з`являється сила, яка повертає її в початкове положення, однак зупиняються коливання не відразу. Період коливань (час, витрачений на відхилення від осі і повернення в початкове положення) нитяного маятника залежить від довжини нитки і не залежить від маси. Чим більше довжина, тим більше період колебанія- чим більше прискорення вільного падіння, тим він менше. Відповідно, на вершині гори період коливання маятника буде більше, ніж біля її підніжжя.

Звичайно, сьогодні реальних сфер, де використовується нитяною маятник, майже не залишилося. Раніше фізичне втілення моделі з успіхом застосовувалося в геологічній розвідці: поклади корисних копалин змінювали показник прискорення вільного падіння, що призводило до збільшення періоду коливання маятника. Найпростіший прилад на його основі дозволяв якщо не зазирнути під землю, то хоча б припустити наявність або відсутність руди або вугілля. Зараз нитяною маятник можна побачити хіба що в руках магів, екстрасенсів і практикуючих гіпнотизерів: з його допомогою довірливим людям демонструють все, що буде потрібно, - від пошкодженого біополя до присутності потойбічних сутностей. Ну, або розгойдуючись на тарзанці або мотузкових гойдалках.

А ще на уроках фізики. Нитяний маятник - одна з перших моделей, з якими знайомляться старшокласники, вивчаючи механічні коливання і хвилі. Створити його може кожен з підручних засобів, а висновки він дозволяє робити дуже цікаві. Так, за умови малої амплітуди, достатньої довжини нерастяжимой нитки (у багато разів більше довжини підвішеного тіла) і її незначної ваги коливання будуть гармонійними, а сам маятник стане осциллятором. На відміну від інших типів маятників, вирішальний вплив на період коливання надають довжина нитяного маятника і прискорення вільного падіння, а маса тіла і амплітуда ролі не грають.

Відео: ОГЕ-2017 по фізиці. Крайній розбір варіанти

Однією з цікавих реалізацій нитяного маятника можна вважати маятник Фуко - модель, яка демонструє добове обертання Землі. Такі моделі встановлені в багатьох містах світу, переважно в наукових університетах.