Animace kyvadla

Kyvadlo je těleso volně otočné kolem pevné vodorovné osy neprocházející jeho těžištěm. Pokud je takové těleso vychýleno v gravitačním poli z rovnovážné polohy, koná kývavý pohyb. Při něm se střídavě mění potenciální energie kyvadla v kinetickou energii kyvadla a naopak.


Této definici odpovídá fyzikální kyvadlo.

PříkladEditovat

 
Kyvadlo v ustáleném (vlevo) a kmitajícím stavu (vpravo).

Příkladem kyvadla může být kulička zavěšená na tenkém provázku. Je to model mechanického oscilátoru. Volně zavěšená kulička je v rovnovážné poloze, kdy se tíhová síla   rovná tahové síle   závěsu. Pokud kyvadlo z rovnovážné polohy vychýlíme, vznikne složením sil   a   výslednice  , která směřuje do rovnovážné polohy a vytváří tak kmitavý pohyb kyvadla. Po vychýlení se kyvadlo periodicky vrací do své rovnovážné polohy, kde má největší rychlost, a pohybuje se dál, dokud nedosáhne největší výchylky, a pak se znovu vrací do rovnovážné polohy.

Matematické kyvadloEditovat

V teorii kmitání se používá modelová představa kyvadla tvořeného hmotným bodem zavěšeným na tuhém závěsu o zanedbatelné hmotnosti. Tento abstraktní model reálného kyvadla nazýváme matematické kyvadlo. Odvozené vztahy pro periodu kyvadla platí přesně jen pro matematické kyvadlo.[1]

Perioda, tedy doba kmitu matematického kyvadla, je přímo úměrná druhé odmocnině z délky závěsu. Pro periodu, popř. frekvenci platí vztah:

 

Perioda kmitání kyvadla nezávisí na hmotnosti zavěšeného kyvadla.

PoužitíEditovat

  • Kyvadlo a zákonitosti jeho pohybu umožnily konstrukci přesných kyvadlových hodin, které umožňovaly měřit čas mnohem přesněji než předchozí modely. Poprvé bylo použito v roce 1656. Zastaralým nebo lidovým způsobem bývá nazýváno kyvadlo kyvadlových hodiny (též pendlovky) slovem perpetlík.
  • Kyvadlo se uplatnilo při konstrukci seismografu.
  • Foucaultovo kyvadlo je kyvadlo umožňující experimentálně ověřit otáčení Země.

Související článkyEditovat

ReferenceEditovat

  1. LEPIL, Oldřich; BEDNAŘÍK, Milan. Fyzika pro střední školy II. 3. vyd. Praha: Prometheus, 2002. 311 s. ISBN 80-7196-185-X. S. 23 - 24. 

Externí odkazyEditovat