من العوامل المؤثرة على الزمن الدوري للبندول
من العوامل المؤثرة على الزمن الدوري للبندول طول خيط البندول والتسارع الناتج عن قوة الجاذبية.إن طول الفترة الزمنية للبندول أو ما يسمى بالزمن الدوري لحركته لا تعتمد على كتلة الكرة الموجودة في طرف الخيط، ولكن العوامل المؤثرة على الزمن الدوري للبندول تتمثل في طول خيط البندول وذلك التسارع الناتج عن قوة الجاذبية، ولتأكيد تلك القاعدة يمكنك أن تحرك بندولين مختلفين في أطوال خيطهما، شريطةً أن يكون التحرك في نفس الوقت وبنفس القوة؛ ثم تابع أيهما يقف أولاً، بالطبع البندول ذو الخيط الأقصر هو من يقف أولاً، ثم يليه هذا الذي خيطه أطول، وبهذا يمكن استنتاج أن العلاقة بين الزمن الدوري للبندول وطول خيطه هي علاقة طردية.
وهذا على عكس العلاقة بين الفترة الزمنية لحركة البندول والجاذبية، فالعلاقة بين كليهما عكسية، وقد استفاد من هذا الأمر علماء الجيولوجيا قديماً، وعن طريق مراقبة الزمن الدوري لحركة البندول، كانوا يكتشفون اختلاف الجاذبية الموجودة على سطح الأرض، فالمناطق التي تحتوي على ترسبات معدنية أو ترسبات نفطية كانت جاذبيتها أكبر من تلك التي لا تحتوي على أياً منهما، وبالتالي كان الزمن الدوري لحركة البندول أقل، كما لاحظ العلماء أن الزمن الدوري للبندول يختلف باختلاف الارتفاع نظراً لأن لاختلاف قوة الجاذبية الأرضية من ارتفاع لآخر، فالارتفاع المنخفض يجعل الزمن الدوري للبندول أقصر بسبب قوة التسارع التي تسببها الجاذبية.
تعريف البندول
يتكون البندول من كرة “كتلة” معلقة في خيط رفيع غير قابل للتمدد، ويكون في وضع اتزان ما لم يتغير تأثير إحدى القوتين عليه (قوة الجاذبية الأرضية وقوة شد الخيط لأعلى)، فهذا الاتزان سببه أن القوتين متعاكستان في الاتجاه ومتساويتان في المقدار، وعندما تحدث إزاحة (حركة) للكرة وتركها حرة الحركة فإن الكرة لم تعد متزنة، فتبدء حركتها على سبيل المثال يميناً، ومن ثم تؤثر قوة الجاذبية عليها تأثيراً معاكساً لقوة شد الخيط، مما يؤدي إلى عودة الكرة إلى موضع توازنها واكتسابها للطاقة، فتتحرك ناحية اليسار.
حساب الزمن الدوري للبندول
- T= 2Π√l\ g
- T²= (4Π²\ g) × L
حساب الجاذبية بمعلومية الزمن الدوري
- g= 4Π²× (L\ T²)
تطبيقات البندول في الحياة العملية
- أرجوحة الأطفال.
- ساعة الحائط.
- المترونوم.
- القفز بالحبل المطاطي.
- لوحة الغوص فوق حمامات السباحة.
- كرة الهدم.
- المبخرة.
ساعة الحائط: يهتز البندول الموجود بساعة الحائط ليحرك العقارب، إذ يتأثر الوقت الذي يستقه البندول في الأرجح بكلاً من طول البندول وقوة الجاذبية، وتعمل غالبية هزه الساعات بنظام تروس بجوار بعضها البعض، ويعلق أحد أطراف البندول في محرك يدير هذه التروس، مما يسبب احتكاكاً فيما بينهم فيؤثر على حركته.
المترونوم: يسمى المترونوم أيضاً بالرقاص الإيقاعي، وهو أحد أهم الأدوات الموسيقية المستخدمة في ضبط الإيقاع عند الموسيقيين.
القفز بالحبل المطاطي: بعض الأشخاص يمارسون رياضة القفز باستخدام حبل مطاطي، معتمدين على الحسابات الفيزيائية والعوامل المؤثرة على حركة البندول الذي تمثله هنا أجسادهم، وهذا لأن أي خطأ يحدث قد يُفقد الشخص حياته.
لوحة الغوص فوق حمامات السباحة: يستخدم الغواصون لوحات الغوص للقفز من ارتفاع داخل حمام السباحة أو أي كان المكان الذي يغوصون فيه، ويمثل اللوح هنا خيط البندول، وكلما كان اللوح صلباً كلما كانت اهتزازاتها أقل، ويمثل الغواص الذي يقف على طرفها كرة البندول.
كرة الهدم: هذه الكرة هي إحدى تطبيقات البندول العملية الموجودة في حياتنا، وتستخدم في هدم المباني وتدميرها، إذ تعلق كرة ثقيلة جداً بكابل قوي جداً، طرفه الآخر معلق برافعة يتحكم بها عربة نقل ثقيل، فيعمل السائق على تحريك الرافعة مما يؤدي إلى أرجحة الكرة.
المبخرة: غالبيتنا يستخدم المبخرة في بيته لتعطيره بأزكى الروائح، والمبخرة ما هي إلا وعاء يرتبط به مجموعة من السلاسل، تتجمع في نقطة واحة (بين أصابعك)، لتحدث الإزاحة فتمثل هذه السلاسل خيط البندول، والوعاء كرة البندول.
