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진자는 현, 철사, 금속 또는 앞뒤로 흔들리는 다른 물질에 매달린 무게로 구성된 간단한 장치입니다. 진자는 시계를 유지하기 위해 할아버지 시계 등에 사용되었습니다. 과학적 원리는 진자의 스윙 속도에 영향을 미치는 것을 지배합니다. 이 원리는 진자가 그 특징에 따라 어떻게 행동하는지 예측합니다.
TL; DR (너무 길고 읽지 않음)
중력, 진자의 질량, 팔 길이, 마찰 및 공기 저항은 모두 스윙 속도에 영향을 미칩니다.
운동
진자를 뒤로 잡아 당겨 놓습니다. 진자가 자체적으로 또는 앞뒤로 스윙하도록하거나 시계의 경우 기어로 구동되도록 스윙 할 수 있습니다. 주기 운동의 원리는 진자에 영향을줍니다. 무게의 힘은 무게, 또는 밥이 흔들릴 때 아래로 내립니다. 진자는 낙하 체처럼 작용하여 움직임 중심을 향해 일정한 속도로 움직 인 다음 되돌아옵니다.
길이
진자의 스윙 속도 또는 빈도는 길이에 의해 결정됩니다. 현, 금속 막대 또는 와이어이든 진자가 길수록 진자 진동이 느려집니다. 반대로 진자가 짧을수록 스윙 속도가 빨라집니다. 이것은 디자인 유형에 관계없이 항상 작동하는 절대 원칙을 나타냅니다. 긴 진자가있는 할아버지 시계 나 짧은 진자 시계의 경우 스윙 속도는 진자의 길이에 따라 다릅니다.
진폭
진폭은 스윙 각도 또는 진자 스윙 거리를 나타냅니다. 휴식 진자는 각도가 0 도입니다. 휴식과지면 사이의 반쯤 뒤로 당기면 45도 각도입니다. 진자를 시작하면 진폭이 결정됩니다. 다른 시작점으로 실험하면 진폭이 스윙 속도에 영향을 미치지 않음을 알 수 있습니다. 진자가 시작점으로 돌아 오는 데 같은 시간이 걸립니다. 한 가지 예외는 시계 나 다른 장치의 합리적인 스윙을 넘어서는 매우 큰 각도를 포함합니다. 이 경우 진자가 더 빨라질수록 스윙 속도에 영향을 미칩니다.
질량
스윙 속도에 영향을 미치지 않는 한 가지 요소는 밥의 무게입니다. 진자의 무게를 늘리면 중력이 더 강 해져서 여분의 무게를 줄입니다. School for Champions가 지적했듯이 떨어지는 물체의 무게는 물체의 질량에 관계없이 동일합니다.
공기 저항 / 마찰
실제 응용 분야에서는 공기 저항이 스윙 속도에 영향을줍니다. 각 스윙은 그 저항에 부딪 히고 스윙을 늦추지 만 한 스윙 동안 눈에 띄기에는 충분하지 않을 수 있습니다. 마찰은 또한 스윙을 느리게합니다. 진자가 초기 릴리스에서 관성을 기준으로 스윙하는 경우 결국 정지합니다.
교감 진동
진자의 스윙 속도는 다른 진자에 가까이있을 때 조정됩니다. 이 현상을 교감 진동이라고합니다. 진자는 운동과 에너지를 앞뒤로 전달합니다. 이러한 이동은 결국 한 진자의 스윙 속도가 다른 진자의 스윙 속도와 동일하게합니다.