Opis
Korepetycje z wahadła rozpoczniemy od omówienia przykładów wahadeł. Skupimy się na parametrach opisujących wahadło.
W ogólności, wahadło to masa zawieszona na linie. Przy tym masa liny jest na tyle mała w stosunku do masy całego wahadła, że możemy ją pominąć. Odległość od nieruchomego punktu zaczepienia liny wahadła do jego środka masy nazywamy długością wahadła.
Wprowadzimy zależności wiążące długość wahadła z wielkościami opisującymi ruch drgający. Ograniczymy się do przypadków, w których wychylenia z położenia równowagi są małe.
Okres drgań wahadła (w ziemskim polu grawitacyjnym) zależy jedynie od długości wahadła.
Niezależność okresu drgań wahadła od amplitudy została zauważona dawno temu. Obserwacja ta legła u podstaw konstrukcji zegarów wahadłowych.
Korepetycje z wahadła obejmą również przemiany energii. W ruchu drgającym wahadła następuje zmiana wysokości, na której znajduje się masa. Gdy wahadło jest maksymalnie wychylone, zmienia się zwrot jego prędkości – energia kinetyczna ma wartość zerową. Jednakże, w tym samym momencie, masa znajduje się w swoim najwyższym położeniu. Oznacza to, że osiąga maksymalną energię kinetyczną. Zasada zachowania energii mechanicznej pozwala wyznaczać prędkości i położenia wahadła w wybranych fazach ruchu.
Znajomość wielkości związanych z ruchem wahadła ugruntujemy rozwiązując zadania.
