Jednostavno njihalo u odnosu na složeno njihalo
Njihala su vrsta objekata koji pokazuju periodična oscilatorna gibanja. Jednostavno njihalo je osnovni oblik njihala, koji nam je više poznat, dok je složeno njihalo prošireni oblik jednostavnog njihala. Oba ova uređaja vrlo su važna u razumijevanju polja kao što su klasična mehanika, valovi i vibracije i druga srodna polja u fizici. U ovom članku raspravljat ćemo o tome što su jednostavno njihalo i složeno njihalo, njihov rad, matematičke formule koje opisuju gibanje jednostavnog njihala i složenog njihala, njihove primjene, sličnosti između jednostavnog njihala i složenog njihala i konačno razlika između jednostavnog njihala i složenog njihala.
Jednostavno njihalo
Jednostavno njihalo sastoji se od stožera, niti i mase. Radi lakšeg proračuna, pretpostavlja se da je struna neelastična i da ima nultu masu, a viskoznost zraka na masu je zanemariva. Konac je zakretan, a masa je obješena za konac tako da može slobodno oscilirati. Jedine sile koje djeluju na masu su gravitacijska sila i napetost strune. Kaže se da je gibanje jednostavnog njihala za vrlo male kutove u obliku jednostavnih harmonijskih oscilacija. Jednostavno harmonično gibanje definirano je kao gibanje u obliku a=– (ω^2) x gdje je "a" ubrzanje, a "x" pomak od točke ravnoteže. Član ω je konstanta. Jednostavno harmonično gibanje zahtijeva povratnu silu. U ovom slučaju, povratna sila je konzervativno polje sile gravitacije. Ukupna mehanička energija sustava je očuvana. Period titranja je dan kao gdje je l duljina niti, a g gravitacijsko ubrzanje. Ako je prisutna viskoznost ili bilo koja druga sila prigušenja, sustav se identificira kao prigušena oscilacija.
Složeno njihalo
Složeno njihalo, koje je također poznato kao fizičko njihalo, produžetak je jednostavnog njihala. Fizičko njihalo je svako kruto tijelo koje se zakreće tako da može slobodno oscilirati. Složeno njihalo ima točku koja se naziva središte osciliranja. Postavljen je na udaljenosti L od stožera gdje je L dano s L=I/mR; ovdje je m masa njihala, I je moment tromosti iznad osovine, a R je udaljenost središta mase od osovine. Period titranja fizičkog njihala dan je s T=L i poznat je kao duljina vrtnje.
Koja je razlika između jednostavnog i složenog njihala?
• Period, a time i frekvencija jednostavnog njihala ovisi samo o duljini niti i gravitacijskom ubrzanju. Period i frekvencija složenog njihala ovise o duljini kruženja, momentu tromosti i masi njihala, kao i o gravitacijskom ubrzanju.
• Fizičko njihalo stvarni je životni scenarij jednostavnog njihala.
