3 spôsoby, ako postaviť a používať kyvadlo

Kyvadlo je zariadenie, ktoré využíva gravitáciu na kývanie závažia tam a späť. Kyvadlá sa vďaka svojim stálym a merateľným výkyvom alebo osciláciám, ako sa nazývajú, používajú už stovky rokov na meranie času. Súčasťou krásy kyvadla je jeho jednoduchosť. S niekoľkými pomôckami si môžete zostrojiť a používať vlastné kyvadlo a vyskúšať si rôzne experimenty, aby ste zistili, ako funguje fyzika kyvadla.

Metóda 1 z 3:Výroba jednoduchého kyvadla


Prilepte ceruzku vodorovne na hornú časť stola. Položte ceruzku na bok a pomocou priehľadnej pásky ju pevne pripevnite k doske stola. Nechajte asi 1⁄2 palca (1.3 cm) ceruzky visiacej cez okraj. Ceruzka ukotví vaše kyvadlo a zabráni jeho pádu, preto nezabudnite použiť dostatok pásky, aby ste ho upevnili a zabránili jeho pohybu.[1]

  • Otestujte ceruzku tak, že ňou švihnete prstom. Mala by zostať prilepená k doske stola.


Uviažte slučku asi 1 palec (2.5 cm) v priemere na jednom konci struny. Vezmite si 2-3 stopy dlhý povrázok (0.61-0.91 m) dlhý a jeden koniec stočte tak, aby vytvoril slučku. Slučka musí byť okolo ceruzky priliehavá, ale nie príliš tesná, inak sa nebude správne hojdať. Uviažte uzol na slučke, aby sa nerozviazala.[2]

  • Nasaďte očko na ceruzku a posúvajte ho, aby ste sa uistili, že nie je príliš tesné.


Urobte si malý 1⁄2 palec (1.3 cm) háčik s kovovým drôtom. Vezmite 2 palce (5.1 cm) kovového drôtu a jeden jeho koniec stočte do tvaru písmena „J“, aby ste vytvorili hák. Háčik bude držať závažie, ktoré kyvadlo rozkmitá, preto si háčik vytvarujte tak, aby sa naň dali ľahko pripevniť a odobrať matice a meniť tak hmotnosť kyvadla.[3]

  • Na stočenie kovového drôtu môžete použiť kliešte.


Posuňte 1⁄4 palec (0.64 cm) matice na koniec háčika. Ako závažie pre kyvadlo použite štandardnú kovovú maticu. Vďaka otvoru v strede je matica ideálna na nasunutie na háčik a môžete ľahko pridávať alebo odoberať matice a experimentovať s rôznymi hmotnosťami. Nasaďte maticu na háčik tak, aby nemohla spadnúť alebo skĺznuť, keď sa kyvadlo rozkýve.[4]

  • Nezatvárajte háčik okolo matice.

Tip: Použite matice rovnakej veľkosti a hmotnosti, aby ste mohli experimentovať so zmenou hmotnosti a zistiť, ako ovplyvňuje výkyv kyvadla.


Na stenu alebo na stôl za háčikom prilepte kus papiera. Môžete použiť papier na označenie miesta, kde kyvadlo zakaždým pustíte, aby ste mohli vidieť, ako sa kyvadlo správa a kýve podľa toho, kde ho pustíte. Prilepte papier tak, aby bol pozadím za háčikom s maticou.[5]

  • Stačí akákoľvek farba papiera, pokiaľ je vidieť značky ceruzkou.

Metóda 2 z 3:Experimentovanie s kyvadlom


Potiahnite hák s maticou dozadu asi 20 palcov (51 cm). Pred uvoľnením si ceruzkou vyznačte na papier prilepený za kyvadlom, odkiaľ ho uvoľníte. Takto môžete pokus zopakovať tak, že kyvadlo zakaždým pustíte z toho istého miesta.[6]

  • Na dosiahnutie presných výsledkov pri experimentoch potrebujete mať konzistentný bod uvoľnenia!


Uvoľnite kyvadlo a spustite stopky. Keď kyvadlo uvoľníte, spočítajte počet kmitov alebo počet kmitov, pri ktorých sa kyvadlo počas 1 minúty pohne tam a späť. Postup zopakujte 5-krát, pričom zakaždým uvoľnite kyvadlo z rovnakého miesta na papieri.[7]

  • Nechajte kyvadlo padať samé; nehýbte s ním ani ho netlačte.
  • Zapíšte počet kmitov, aby ste mohli vypočítať priemer.


Vypočítajte priemer kmitov. Vezmite počet kmitov z každého uvoľnenia kyvadla, spočítajte ich a potom číslo vydeľte 5. Toto je priemerný počet kmitov, ktoré kyvadlo vykoná z danej vzdialenosti a pri danej hmotnosti.[8]

Napríklad: Ak kyvadlo pustíte 5-krát a počet kmitov, ktoré získate, je 9, 7, 8, 10 a 7, spočítajte všetky čísla a dostanete 41. Vydelte 41 číslom 5 a dostanete 8.2 ako priemerný počet kmitov pre tento experiment.

Metóda 3 z 3:Testovanie fyziky kyvadla


Pridajte maticu k háku a zistite, aký je rozdiel v hmotnosti. Pridajte druhú maticu na háčik a vráťte kyvadlo na miesto, ktoré ste prvýkrát vyznačili na papieri. Keď uvoľníte kyvadlo, spustite stopky a počítajte počet kmitov počas 1 minúty. Postup zopakujte 5-krát a potom vypočítajte priemer.

  • Všimnite si rozdiel v počte kmitov a priemere medzi 1 maticou na háčiku a 2 maticami na háčiku.
  • Pridajte ďalšiu maticu a zopakujte pokus, aby ste zistili, či ešte väčšia hmotnosť ovplyvní kmitanie kyvadla.[9]

Spoliehajte sa na to: Pridaním hmotnosti sa zmení hmotnosť kyvadla, ale hmotnosť neovplyvňuje rýchlosť kmitania kyvadla, takže váš priemerný počet kmitov by mal byť takmer rovnaký bez ohľadu na hmotnosť!


Zmeňte vzdialenosť a zistite, ako ovplyvňuje kmitanie. Vráťte sa len k 1 matici na háčiku, vráťte šnúrku asi 10 palcov (25 cm) dozadu a urobte si značku na papier nalepený za ňou, aby ste mohli experiment zopakovať z rovnakej vzdialenosti. Uvoľnite kyvadlo a spočítajte počet kmitov za 1 minútu. Postup zopakujte päťkrát a vypočítajte priemer.[10]

  • Možno vás prekvapí, že vzdialenosť (nazývaná aj amplitúda) nemá vplyv na rýchlosť kmitania alebo počet kmitov.
  • Pokúste sa experiment zopakovať zo vzdialenosti 5 palcov (13 cm) a zistite priemerný počet kmitov, aby ste zistili, aký veľký rozdiel spôsobuje vzdialenosť.

  • Odstrihnite 10 palcov (25 cm) povrázku, aby ste videli účinky. Posuňte pohľad z ceruzky a odstrihnite 10 palcov (25 cm) povrázku, zaviažte ďalšiu slučku a nasaďte ju späť na ceruzku. Potom vráťte kyvadlo späť asi o 10 palcov (25 cm) a na papier si vyznačte miesto, odkiaľ ste ho pustili. Pokus zopakujte 5-krát a zistite priemerný počet kmitov, aby ste zistili, ako dĺžka struny ovplyvňuje kyvadlo.

    • Odstrihnite ďalších 10 palcov (25 cm) šnúry, aby ste zistili, aký je rozdiel v priemernom počte kmitov.
    • Dĺžka, na ktorej je kyvadlo zavesené, pomáha určiť rýchlosť a pravidelnosť výkyvov, preto sa kyvadlá používali na meranie času.[11]
  • Odkazy