एक पेंडुलम में एक रॉड या रस्सी से लटका हुआ वजन होता है जो आगे और पीछे झूलता है। पेंडुलम टाइमकीपिंग उपकरणों जैसे मेट्रोनोम, पेंडुलम घड़ियों, सीस्मोमीटर और स्विंग अगरबत्ती में आम हैं, और जटिल भौतिकी समस्याओं को चित्रित करने के लिए इसका उपयोग किया जा सकता है।
कदम
विधि 1 का 3: मूल पेंडुलम को समझना
चरण 1. जान लें कि एक लोलक डोरी के सिरे पर स्वतंत्र रूप से लटका हुआ भार है।
पेंडुलम का उपयोग शुरू करने से पहले, आपको यह जानना होगा कि पेंडुलम क्या है और यह कैसे काम करता है। सौभाग्य से, एक पेंडुलम एक लटके हुए वजन से ज्यादा कुछ नहीं है जो आगे और पीछे झूल सकता है। रस्सी को एक निश्चित बिंदु पर बांधा जाता है ताकि केवल वजन और रस्सी ही चल सके।
- अपनी उंगलियों के बीच एक लटकन हार या यो-यो खिलौना का अंत पकड़ो और नीचे "वजन" को स्थानांतरित करें। आपने अपना पहला पेंडुलम बनाया है!
- पेंडुलम का एक सामान्य उदाहरण एक पेंडुलम घड़ी पर एक बड़ा झूलता हुआ भार है।
चरण 2. एक लोलक का उपयोग करने के लिए, वजन को पीछे की ओर खींचें और फिर उसे छोड़ दें।
सुनिश्चित करें कि आप रस्सी को कस कर रखें और वजन को बिना धकेले हटा दें। वजन आगे-पीछे घूमेगा, लगभग उसी ऊंचाई पर लौटेगा, जब आपने इसे गिराया था।
- पेंडुलम हमेशा के लिए झूल जाएगा अगर कुछ भी इसे धीमा नहीं करता है या इसकी दिशा नहीं बदलता है।
- वास्तव में, बाहरी बल जैसे घर्षण और वायु प्रतिरोध पेंडुलम को धीमा कर देंगे।
चरण 3. इसे बेहतर ढंग से समझने के लिए एक तार, बैटरी और टेप माप के साथ एक साधारण पेंडुलम बनाएं।
यदि आप व्यावहारिक गतिविधियों के माध्यम से सीख रहे हैं या बच्चों को सिखाना चाहते हैं कि पेंडुलम कैसे काम करता है तो आप प्रयोग करने के लिए जल्दी से एक पेंडुलम बना सकते हैं:
- रस्सी के एक छोर को लकड़ी के टेप के माप या पोल के केंद्र में बांधें।
- दूसरे सिरे को बैटरी या अन्य छोटे भार से बांधें।
- दो बराबर कुर्सियों के पीछे मीटर की लकड़ी को संतुलित करें ताकि बैटरी उनके बीच स्वतंत्र रूप से लटकी रहे और बिना कुछ टकराए झूल सके।
- रस्सी को तना हुआ रखते हुए बैटरी को ऊपर उठाएं और इसे छोड़ दें ताकि यह आगे-पीछे हो।
चरण 4. लोलक के लिए वैज्ञानिक शब्दावली की पहचान करें।
जैसा कि अधिकांश वैज्ञानिक गतिविधियों के साथ होता है, पेंडुलम को समझना और उसका उपयोग करना तभी संभव है जब आप इसका वर्णन करने वाले शब्दों को जानते हों।
- आयाम: पेंडुलम का उच्चतम बिंदु।
- बीओबी: लोलक की नोक पर भार का दूसरा नाम।
- संतुलन: लोलक का मध्यबिंदु; जहां लोड है अगर यह नहीं चल रहा है।
- आवृत्ति: पेंडुलम एक निश्चित समय में कितनी बार आगे-पीछे घूमता है।
- अवधि: गतिमान लोलक को उसी स्थान पर लौटने में जितना समय लगता है।
विधि 2 का 3: बुनियादी भौतिकी सिखाने के लिए एक पेंडुलम का उपयोग करना
चरण 1. ध्यान दें कि वैज्ञानिक पद्धति सिखाने के लिए पेंडुलम प्रयोग एक शानदार तरीका है।
प्राचीन ग्रीस के बाद से वैज्ञानिक पद्धति वैज्ञानिक अनुसंधान की रीढ़ रही है, और पेंडुलम एक ऐसी वस्तु है जिसका निर्माण करना आसान है और जल्दी से परिणाम देता है। निम्नलिखित में से कोई भी प्रयोग करते समय, एक परिकल्पना तैयार करने के लिए समय निकालें, चर्चा करें कि आप किस चर का परीक्षण कर रहे हैं, और परिणामों की तुलना करें।
- अपने परिणामों की निरंतरता सुनिश्चित करने के लिए हमेशा 5-6 बार प्रयोग करें।
- याद रखें कि एक बार में केवल एक ही प्रयोग करें-- अन्यथा आपको पता नहीं चलेगा कि पेंडुलम के स्विंग में क्या बदलाव आता है।
चरण 2. गुरुत्वाकर्षण सिखाने के लिए रस्सी के अंत में वजन बदलें।
गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव के बारे में जानने के सबसे सरल तरीकों में से एक पेंडुलम के माध्यम से है, और आप परिणामों पर आश्चर्यचकित हो सकते हैं। गुरुत्वाकर्षण का प्रभाव देखने के लिए:
- पेंडुलम को 10 सेमी खींचकर छोड़ दें।
- पेंडुलम अवधि के समय के लिए स्टॉपवॉच का प्रयोग करें। 5-10 बार दोहराएं।
- लोलक में एक भारी गोलक जोड़ें और प्रयोग को दोहराएं।
- अवधि और आवृत्ति बिल्कुल समान होगी! ऐसा इसलिए है क्योंकि गुरुत्वाकर्षण सभी भारों को समान रूप से प्रभावित करता है। उदाहरण के लिए, एक सिक्का और एक ईंट एक ही गति से गिरेंगे।
चरण 3. आयाम का अध्ययन करने के लिए जहां आप भार छोड़ते हैं उसे बदलें।
जैसे-जैसे आप डोरी को ऊपर खींचते हैं, आपने लोलक का आयाम या ऊँचाई बढ़ा दी है। हालांकि, क्या यह बदलता है कि पेंडुलम आपके हाथ में कितनी जल्दी लौटता है? उपरोक्त प्रयोग को दोहराएं, लेकिन इस बार पेंडुलम को 20 सेंटीमीटर दूर खींचें और लोड को न बदलें।
- यदि आपने सब कुछ सही ढंग से किया है, तो पेंडुलम की अवधि नहीं बदलेगी।
- आयाम बदलने से आवृत्ति नहीं बदलती है, एक तथ्य जो त्रिकोणमिति, ध्वनि विज्ञान और कई अन्य क्षेत्रों में काम आएगा।
चरण 4. रस्सी की लंबाई बदलें।
ऊपर दिए गए प्रयोग को दोहराएं, लेकिन आप कितना वजन जोड़ते हैं या कितना ऊंचा गिराते हैं, इसे बदलने के बजाय, छोटी या लंबी रस्सी का उपयोग करें।
इस बार आप निश्चित रूप से बदलाव देखेंगे। वास्तव में, डोरी की लंबाई बदलने से ही लोलक की अवधि और आवृत्ति बदल जाएगी।
चरण 5. जड़ता, ऊर्जा हस्तांतरण और त्वरण के बारे में जानने के लिए पेंडुलम भौतिकी के बारे में और जानें।
अधिक वरिष्ठ छात्रों या महत्वाकांक्षी भौतिकविदों के लिए, पेंडुलम त्वरण, घर्षण और त्रिकोणमिति के बीच संबंध जानने का एक शानदार तरीका है। "पेंडुलम समीकरण" खोजें या उन्हें खोजने के लिए अपने स्वयं के प्रयोग डिज़ाइन करें। विचार करने के लिए कुछ प्रश्न:
- बॉब अपने निम्नतम बिंदु पर कितनी तेजी से चलता है? आप प्रत्येक बिंदु पर गोलक की गति कैसे ज्ञात करते हैं?
- लोलक के किसी बिंदु पर गोलक की गतिज ऊर्जा कितनी है? सहायता के रूप में, समीकरण का उपयोग करें: गतिज ऊर्जा = 0.5 x बॉब का द्रव्यमान x वेग। वेग2
- डोरी की लंबाई के आधार पर आप पेंडुलम के आवर्त की भविष्यवाणी कैसे कर सकते हैं?
विधि 3 का 3: माप लेने के लिए एक पेंडुलम का उपयोग करना
चरण 1. समय मापने के लिए रस्सी की लंबाई को समायोजित करें।
रस्सी को आगे पीछे खींचने और लोड बदलने से अवधि नहीं बदल सकती है, रस्सी को लंबा या छोटा करने से अवधि बदल सकती है। इस तरह बनती है पुरानी घड़ी - अगर आप लोलक की लंबाई को पूरी तरह से बदल दें तो आप एक पीरियड या फुल स्विंग बना सकते हैं, जिसमें दो सेकेंड का समय लगता है। अवधियों की संख्या गिनें और आप जानते हैं कि कितना समय बीत चुका है।
- पेंडुलम घड़ी को गियर से जोड़ा जाता है ताकि हर बार पेंडुलम झूलने पर घड़ी का दूसरा हाथ हिल जाए।
- एक पेंडुलम घड़ी में, एक वजन जो एक दिशा में झूलता है, एक "टिक" उत्पन्न करता है और "दस्तक" उत्पन्न करने के लिए वापस झूलता है।
चरण 2. भूकंप सहित आस-पास के कंपनों को मापने के लिए अपने पेंडुलम का उपयोग करें।
सिस्मोग्राफ, एक मशीन जो भूकंप की तीव्रता और दिशा को मापती है, एक जटिल पेंडुलम है जो पृथ्वी की पपड़ी के हिलने पर ही चलती है। जबकि प्लेट टेक्टोनिक्स को मापने के लिए एक पेंडुलम को कैलिब्रेट करना बेहद जटिल है, आप लगभग किसी भी पेंडुलम को केवल पेन और पेपर के साथ मूल भूकंप में बदल सकते हैं।
- पेंडुलम के अंत में वजन के लिए एक पेन या पेंसिल को गोंद दें।
- पेंडुलम के नीचे कागज का एक टुकड़ा रखें ताकि कलम कागज को छू ले और निशान बना ले।
- पेंडुलम को धीरे से हिलाएं, लेकिन स्ट्रिंग को हिलाएं नहीं। आप पेंडुलम को जितना जोर से हिलाएंगे, आपके कागज के टुकड़े पर उतने ही बड़े निशान होंगे। यह एक बड़े "भूकंप" से जुड़ा है।
- मूल सिस्मोग्राफ में कागज का एक घूमता हुआ टुकड़ा था ताकि आप समय के साथ भूकंप की ताकत देख सकें।
- चीन में 132 ईस्वी से भूकंप को मापने के लिए पेंडुलम का उपयोग किया जाता रहा है।
चरण 3. पृथ्वी के घूर्णन को सिद्ध करने के लिए फौकॉल्ट के लोलक नामक एक विशेष लोलक का प्रयोग कीजिए।
यद्यपि आज लोग जानते हैं कि पृथ्वी अपनी धुरी पर घूमती है, फौकॉल्ट का पेंडुलम इस अवधारणा का सबसे पहला प्रमाण है। इसे दोहराने के लिए आपको हवा या घर्षण जैसे बाहरी चर को कम करने के लिए एक बड़े पेंडुलम की आवश्यकता होगी, जिसकी न्यूनतम लंबाई 4.9 मीटर और वजन 11.3 किलोग्राम से अधिक हो।
- लोलक को इस प्रकार घुमाइए कि वह अधिक देर तक झूल सके।
- जैसे-जैसे समय बीतता जाएगा, आप देखेंगे कि पेंडुलम झूलने के समय से अलग दिशा में झूलता है।
- ऐसा इसलिए होता है क्योंकि पेंडुलम एक सीधी रेखा में चलता है जबकि नीचे की पृथ्वी घूमती है।
- उत्तरी गोलार्ध में पेंडुलम दक्षिणावर्त घूमेगा और दक्षिणी गोलार्ध में पेंडुलम वामावर्त घूमेगा।
- हालांकि यह जटिल है, आप त्रिकोणमितीय समीकरणों का उपयोग करके अक्षांश की गणना करने के लिए फौकॉल्ट के पेंडुलम का उपयोग कर सकते हैं।
टिप्स
- इस प्रयोग को सही ढंग से करने के लिए आपको दो लोगों की आवश्यकता हो सकती है - एक व्यक्ति पेंडुलम का उपयोग कर रहा है और दूसरा व्यक्ति समय का ट्रैक रख रहा है।
- यदि आप अधिक सटीक पेंडुलम बनाना चाहते हैं, तो वजन को वांछित ऊंचाई पर रखने के लिए दूसरी रस्सी का उपयोग करें। वजन को "छोड़ने" के लिए रस्सी के अंत को जलाएं। जब आप इसे छोड़ते हैं तो यह आपको गलती से वजन को आगे या बग़ल में धकेलने से रोकेगा।
- कुछ लोगों का मानना है कि लोलक में भी विशेष दिव्य शक्तियाँ होती हैं।
