単純振子と複振子 教育機器 機械実験機器

TM161 単振子および複振子 教育機器 機械実験装置

単純振子と複合振子
この製品は、単純な「1 自由度」システムの自由振動を探求する製品群の一部です。
次のような重要な科学用語を生徒に紹介します。
• 単調波運動 (SHM) と振動周期
• 質量慣性モーメント
• 回転半径
• ラウスの法則
この製品は、研究やデモンストレーション用の頑丈なテストフレーム (TM160) に適合します。
本製品には単振り子と複振り子が含まれます。 どちらの振り子も小さな角度でスイングし、小角度近似を使用した単振動の原理と使用法を示しています。
単純な振り子では「光」とみなされるコードが使用されているため、その質量は無視でき、重要な変数として球とコードの長さのみが残ります。
複合振り子または「物理的」振り子は、適度な質量を持つ「重い」固体棒を使用するため、理論方程式でそれを考慮する必要があります。
各振り子には、テスト フレームに個別に固定されるバック パネルがあります。 各振り子の背面パネルには、振り子のピボットまたは重心点を基準とする正確なスケールとインジケーターが付いています。 これにより、良好な結果を得るために不可欠な測定精度が向上します。

シンプルな振り子には、コードで吊り下げられた 2 つの球体からお選びいただけます。 調整可能なインジケーターは振り子のピボットポイントとしても機能するため、コードの長さを数秒で調整できます。 これにより、コードの長さが周期に与える影響を簡単に視覚的にデモンストレーションすることもできます。 各球体には比較用に異なる質量があり、内部にバネ保持装置が付いているため、実験ごとに球体を簡単に交換できます。
複合振り子には、鋼製プラットフォームの上面にある硬化鋼製のナイフエッジ上で旋回する中実のロッドが付いています。 この振り子には、ロッドに沿った任意の位置に固定される追加の球状質量が含まれています。 追加のピボットと円盤状の質量も含まれているため、ケーターの振り子として使用するために変換できます。
ケーターの振り子は、可逆的で調整可能な複合振り子として機能します。 生徒は、標準配置と逆配置の両方で同じ期間になるまで、部品の相対位置を調整します。 その後、正確な重力計として機能します。
学生はさまざまな振り子をテストして、質量や振り子の長さなどのさまざまな要因が単振動や振動周期にどのように影響するかを確認します。 この理論は、実際の結果と比較するために、特定の振り子の振動周期を予測する方法を示します。 また、振り子が重力による加速度の近似値をどのように生成できるかも示します。
学習成果
・単振り子のコードの長さと周期。
• 単振り子の質量と周期。
• 単純な振り子を使用して重力による加速度を求めます。
• 複振り子の重心と周期。
• 調整可能な質量が複振り子の周期にどのように影響するか。
• ケーター振り子を使用して重力による加速度を求めます。