Basit Sarkaç ve Bileşik Sarkaç
Sarkaçlar, periyodik salınım hareketleri gösteren bir tür nesnedir. Basit sarkaç, daha aşina olduğumuz sarkacın temel şeklidir, bileşik sarkaç ise basit sarkacın genişletilmiş bir şeklidir. Bu cihazların her ikisi de klasik mekanik, dalgalar ve titreşimler gibi alanların ve fizikteki diğer ilgili alanların anlaşılmasında çok önemlidir. Bu yazıda basit sarkaç ve bileşik sarkacın ne olduğunu, işleyişini, basit sarkacın ve bileşik sarkacın hareketini tanımlayan matematiksel formülleri, bu ikisinin uygulamalarını, basit sarkaç ve bileşik sarkaç arasındaki benzerlikleri ve son olarak basit sarkaç ve bileşik sarkaç arasındaki fark.
Basit Sarkaç
Basit sarkaç bir pivot, bir ip ve bir kütleden oluşur. Hesaplama kolaylığı için, ipin elastik olmadığı ve kütlesinin sıfır olduğu varsayılır ve kütle üzerindeki hava viskozitesi ihmal edilebilir. İp döndürülür ve kütle ip tarafından serbestçe salınabilmesi için asılır. Kütleye etki eden tek kuvvet, yerçekimi kuvveti ve ipin gerilimidir. Basit bir sarkacın çok küçük açılar için yaptığı hareketin basit harmonik salınımlar şeklinde olduğu söylenir. Basit harmonik hareket, “a” ivme ve “x” denge noktasından yer değiştirme olmak üzere a=– (ω^2) x şeklinde bir hareket olarak tanımlanır. ω terimi bir sabittir. Basit bir harmonik hareket, bir geri yükleme kuvveti gerektirir. Bu durumda, geri yükleme kuvveti, yerçekiminin muhafazakar kuvvet alanıdır. Sistemin toplam mekanik enerjisi korunur. Salınım periyodu, l'nin ipin uzunluğu ve g'nin yerçekimi ivmesi olduğu yerde verilir. Viskozite veya başka bir sönümleme kuvveti mevcutsa, sistem sönümlü salınım olarak tanımlanır.
Bileşik Sarkaç
Fiziksel sarkaç olarak da bilinen bileşik sarkaç, basit sarkacın bir uzantısıdır. Fiziksel sarkaç, serbestçe salınabilmesi için döndürülen herhangi bir katı cisimdir. Bileşik sarkacın salınım merkezi adı verilen bir noktası vardır. Bu, L'nin L=I/mR ile verildiği pivottan L mesafesine yerleştirilir; burada m sarkacın kütlesidir, I eksen üzerindeki eylemsizlik momentidir ve R pivottan kütle merkezine olan uzaklıktır. Fiziksel sarkaç için salınım periyodu T=L ile verilir ve dönme uzunluğu olarak bilinir.
Basit ve Bileşik Sarkaçlar arasındaki fark nedir?
• Basit sarkacın periyodu ve dolayısıyla frekansı sadece ipin uzunluğuna ve yerçekimi ivmesine bağlıdır. Bileşik sarkacın periyodu ve frekansı, dönme uzunluğuna, eylemsizlik momentine ve sarkacın kütlesine ve ayrıca yerçekimi ivmesine bağlıdır.
• Fiziksel sarkaç, basit sarkacın gerçek hayat senaryosudur.
