Kyvadlo
Mechanika ⇒ Dynamika hmotného bodu a soustavy hmotných bodů ⇒ Dostředivá síla

Teorie:

Kyvadlo je těleso volně otočné kolem pevné osy, která neprochází jeho těžištěm. Matematické kyvadlo, kterým se zabývá tento aplet, je jeho speciálním případem. Matematickým kyvadlem rozumíme pouze hmotný bod zavěšený na tenkém vlákně, jehož hmotnost je zanedbatelná. Zanedbáváme odpor vzduchu při pohybu, tření v závěsu a gravitační pole považujeme za homogenní. Při vychýlení z rovnovážné polohy vykonává pohyb, při kterém se střídavě mění tíhová potenciální energie na kinetickou a naopak. Základní veličina popisující periodický pohyb je perioda T. Je to doba, po které se periodicky opakuje pohybový stav daný polohou, rychlostí a zrychlením.

vzorec1

kde l je délka vlákna a g je velikost tíhového zrychlení.

Pohyb mezi maximální výchylkou na jedné straně a maximální výchylkou na druhé straně se nazývá kyv. Dvěma po sobě jdoucím kyvům říkáme kmit.


Ovládání apletu:

Nastavení počáteční polohy a délky kyvadla - klikněte levým tlačítkem myši na červený bod (v místě závěsu kyvadla) a posouvejte myší, dokud nenastavíte požadovanou délku a výchylku kyvadla.
Animace se spustí, když uvolníte tlačítko myši.
Změna hmotnosti závaží - klikněte blízko spodní části černé úsečky (vpravo dole) a posouvejte myší, dokud se hmotnost nezmění na požadovanou hodnotu.
Změna působení tíhové síly - kliknutím blízko šipky červené orientované úsečky a posunutím myši nahoru/dolů se změní gravitace.

Zaškrtnutím tlačítka Zobrazit se v apletu objeví vektory:
Kmity nejsou tlumené, tedy doba kmitu (perioda) je stále stejná a kyvadlo se nezastaví. Ve skutečnosti ovšem kmity tlumené jsou.

Zobrazované informace

Vlevo nahoře:

N je počet kmitů.
L je délka kyvadla, jejíž jednotkou je centimetr (cm).
T je doba jednoho kmitu, tj. perioda, v sekundách (s).

Svislá osa vlevo je osa, na které je vyznačena perioda kmitu. Její zobrazované hodnoty jsou celočíselné.

Uprostřed:
Červená křivka…kinetická energie závaží, v tomto apletu označena vzorec2.
Modrá křivka…tíhová potenciální energie závaží, v tomto apletu označena U = mgh.
Černé tečky…reprezentují periodu kyvadla.

Hodnoty v textovém poli - pohybováním kurzoru myši v okénku apletu se v textovém poli zobrazí informace pro danou polohu kurzoru myši.

Kliknutím na tlačítko Pauza se animace zastaví a jeho název změní na Pokračovat, tedy animace se opět spustí.
Po opětovném kliknutí se název tlačítka změní na Zobrazit a původní funkce tlačítka již nefunguje. Prosím, omluvte tuto autorovu chybu.


Odkazy:

Odkaz na obdobnou animaci: http://www.spszl.cz/~vascak/moje/fyzika_ve_flashi/kyvadlo.php
Odkaz na podobný aplet: http://www.walter-fendt.de/ph14cz/pendulum_cz.htm
Odkaz na životopis Christiana Huygense: http://www.fyzika.estranky.cz/clanky/nezarazene/christian-huygens-

Valid HTML 4.01 Transitional