ลูกตุ้มเล่นสนุกและทำง่าย! ลูกตุ้มนั้นเป็นวัตถุที่ห้อยลงมาจากจุดคงที่ซึ่งแกว่งไปมาภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง นอกจากจะสามารถใช้กับนาฬิกาแขวนเพื่อปรับเข็มนาฬิกา หรือแสดงการเคลื่อนที่ของโลกแล้ว ลูกตุ้มยังเป็นการทดลองที่ยอดเยี่ยมอีกด้วย!
ขั้นตอน
วิธีที่ 1 จาก 3: การสร้างลูกตุ้ม
ขั้นตอนที่ 1. รวบรวมส่วนผสม
การทดลองลูกตุ้มนี้ทำได้ง่ายที่บ้าน ส่วนผสมทั้งหมดหาได้ง่าย สำหรับวัตถุประสงค์ของบทความนี้ คุณจะสร้างลูกตุ้มเพียงตัวเดียว แต่คุณสามารถตัดเพิ่มตามความยาวที่แตกต่างกันได้ ดังนั้น ตรวจสอบให้แน่ใจว่าความยาวของเชือกที่คุณมีนั้นมากกว่า 70 ซม.
- เตรียมเก้าอี้สองตัวและไม้บรรทัดยาว คุณจะใช้เก้าอี้และไม้บรรทัดเพื่อสร้างโครงร่างของลูกตุ้ม ลูกตุ้มจะแขวนไว้บนไม้บรรทัดระหว่างเก้าอี้
- กรรไกรใช้สำหรับตัดสายและเทปหากต้องการ เทปจะใช้หากคุณใช้เหรียญแทนเครื่องซักผ้า
- ความยาวของเชือกควรมีอย่างน้อย 70 ซม. แต่ยิ่งยาวยิ่งดี คุณสามารถใช้เชือกหรือผ้าขนสัตว์ก็ได้ ขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณมี
- นาฬิกาจับเวลาใช้เพื่อบันทึกช่วงเวลาของลูกตุ้มและการเปลี่ยนแปลงของช่วงเวลาเมื่อคุณเปลี่ยนมุมหรือความยาวของลูกตุ้ม
- คุณสามารถใช้ห้าเครื่องซักผ้าหรือสามเหรียญเป็นลูกตุ้มลูกตุ้ม สิ่งของเหล่านี้ทำให้ตุ้มน้ำหนักใช้งานได้ดีและหาได้ง่ายที่บ้าน
ขั้นตอนที่ 2. วางเก้าอี้สองตัวไว้ข้างหลัง
วางเก้าอี้ห่างกันประมาณ 1 เมตร เพราะคุณจะต้องวางไม้บรรทัดพาดไว้ด้านหลังเก้าอี้ทั้งสองตัว ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเก้าอี้สองตัวหันหน้าเข้าหากัน เนื่องจากด้านหน้าของเก้าอี้จะบังความโค้งของสายลูกตุ้ม
- วางไม้บรรทัดที่ด้านบนของเก้าอี้ และตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม้บรรทัดอยู่ในตำแหน่งตรงระหว่างด้านหลังของเก้าอี้สองตัว หากตำแหน่งของไม้บรรทัดเอียง อาจทำให้การคำนวณของคุณไม่ถูกต้อง
- เมื่อไม้บรรทัดยึดไว้บนหลังเก้าอี้ทั้งสองแล้ว ให้พันเทปไว้เพื่อให้เข้าที่
ขั้นตอนที่ 3. ตัดเชือกให้มีขนาด 70 ซม
สตริงนี้จะกลายเป็นส่วนหนึ่งของลูกตุ้ม ถัดไปคุณต้องเพิ่มลูกตุ้มหรือบัลลาสต์ หากคุณต้องการสร้างลูกตุ้มที่มีความยาวต่างกันมากขึ้น คุณจะพบว่าความถี่ของลูกตุ้ม (จำนวนครั้งที่ลูกตุ้มแกว่งไปมาต่อวินาที) ขึ้นอยู่กับความยาวของสตริง
ผูกเชือกตรงกลางไม้บรรทัด เพื่อให้ลูกตุ้มไม่กระแทกเก้าอี้
ขั้นตอนที่ 4. ผูกแหวนรองโลหะห้าอันเข้ากับปลายเชือกที่คลายออก
เครื่องซักผ้านี้จะกลายเป็นลูกตุ้มซึ่งจะทำให้เป็นลูกตุ้ม นอกจากเครื่องซักผ้า คุณสามารถใช้เหรียญได้สามเหรียญ กาวอย่างระมัดระวังกับปลายเชือกที่คลายออก
คุณจะพบว่าลูกตุ้มที่มีลูกตุ้มหนักจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากันกับลูกตุ้มที่มีน้ำหนักเบา (เช่น ลูกโฟม เป็นต้น) เพราะเมื่อมีแรงโน้มถ่วง ความเร่งของวัตถุที่ตกลงมาจะเท่ากันหรือไม่ หนักหรือเบา
วิธีที่ 2 จาก 3: การใช้ลูกตุ้ม
ขั้นตอนที่ 1. ดึงเชือกให้แน่นในมุมจากไม้บรรทัดไม้
ทำได้โดยจับปลายเชือกด้วยลูกตุ้มซึ่งเป็นแหวนหรือเหรียญ ความถี่ของลูกตุ้มสามารถเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับมุมที่ถ่าย
ตัวอย่างเช่น การปล่อยลูกตุ้มจากมุม 90 องศาบนไม้บรรทัดจะทำให้มีความถี่ในการเคลื่อนที่ต่างจากมุม 45 องศา
ขั้นตอนที่ 2 ให้ลูกตุ้มแกว่ง
อย่าลืมปล่อยมันเพื่อไม่ให้ลูกตุ้มกระทบอะไรขณะแกว่ง ถ้าลูกตุ้มกระทบบางอย่าง คุณต้องเริ่มใหม่ ในขณะที่ปล่อยให้ลูกตุ้มแกว่ง คุณจะต้องกำหนดเวลาการสวิง ดังนั้นจงเตรียมพร้อม
ขั้นตอนที่ 3 คำนวณเวลาสวิง
เริ่มจับเวลาลูกตุ้มทันทีที่คุณถอดออก เมื่อลูกตุ้มกลับสู่ตำแหน่งเริ่มต้น ให้หยุดนับเวลา การให้เพื่อนทำสิ่งนี้จะเป็นประโยชน์ คุณจึงสามารถตั้งลูกตุ้มในขณะที่เพื่อนของคุณกำลังตั้งนาฬิกาจับเวลาได้
การแกว่งหนึ่งครั้งที่ทำโดยลูกตุ้มเรียกว่า "ช่วงลูกตุ้ม" คุณยังสามารถหาความถี่ได้โดยดูจากจำนวนครั้งที่ลูกตุ้มแกว่งไปมาต่อวินาที
ขั้นตอนที่ 4. ถอดลูกตุ้มอีกครั้ง
นับเวลาเพื่อดูว่าลูกตุ้มใช้เวลาเท่ากันกับตอนที่ปล่อยครั้งแรกหรือไม่ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณถอดมันออกจากมุมเดียวกัน การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ?
ขั้นตอนที่ 5. บันทึกข้อสังเกตของคุณ
บันทึกเวลาของคาบของลูกตุ้มและความถี่ของมัน เพื่อที่ว่าเมื่อคุณเริ่มทำสิ่งที่สร้างสรรค์ด้วยลูกตุ้ม คุณจะเห็นว่าสิ่งต่างๆ เปลี่ยนไปอย่างไร
- สิ่งนี้จะช่วยให้คุณเข้าใจการใช้งานหลักสองประการของลูกตุ้ม อันหนึ่งแสดงเวลา อีกอันเรียกว่าลูกตุ้มฟูโกต์ เพื่อแสดงเวลา การเคลื่อนไหวของลูกตุ้มจะปรับการเคลื่อนไหวของตามเข็มนาฬิกา
- Foucault Pendulum แสดงการหมุนของโลก ลูกตุ้มเหล่านี้มีขนาดใหญ่มาก (บางครั้งก็สูงกว่าสองชั้น) ที่สามารถแกว่งได้เป็นเวลานาน
วิธีที่ 3 จาก 3: ทำสิ่งที่สร้างสรรค์ด้วยลูกตุ้ม
ขั้นตอนที่ 1. ตัดเชือกที่สอง
การใช้สตริงที่สองหรือสามสามารถช่วยให้คุณแสดงคุณสมบัติพิเศษของลูกตุ้มได้ ตัดสายนี้ให้สั้นกว่าสายแรกหรือให้น้ำหนักต่างกัน
- ตัดสายที่สองยาว 35 ซม. หากคุณต้องการทดสอบว่าความยาวของเชือกส่งผลต่อลูกตุ้มอย่างไร
- วางเชือกที่สอง 20 ถึง 30 ซม. จากอันแรก เพื่อไม่ให้ชนกันขณะหมุน
ขั้นตอนที่ 2 เปลี่ยนน้ำหนักของลูกตุ้ม
ทดสอบลูกตุ้มน้ำหนักลูกตุ้มต่างๆ และดูว่ามีการเปลี่ยนแปลงในการหมุนและความถี่หรือไม่ ใช้เวลาเพื่อดูว่ามีความแตกต่างกันอย่างไร ถ้ามี
ทำซ้ำสองสามครั้ง (ประมาณห้าครั้ง) และคำนวณเวลาเฉลี่ยที่คุณบันทึกหรือการแกว่ง สิ่งนี้จะสร้างค่าเฉลี่ยเคลื่อนที่ของลูกตุ้ม
ขั้นตอนที่ 3 เปลี่ยนมุม
แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงมุมเล็กน้อยจะไม่ส่งผลต่อการหมุนของลูกตุ้ม แต่คุณสามารถลองสร้างความแตกต่างอย่างมากและดูว่ามันทำงานอย่างไร ตัวอย่างเช่น การดึงเชือกหนึ่งเส้นที่มุม 30 องศา และเชือกหนึ่งเส้นที่มุม 90 องศา
อีกครั้ง ขณะที่คุณทดสอบมุมต่างๆ ให้ทำการทดลองนี้ซ้ำประมาณห้าครั้งเพื่อให้ได้ข้อมูลที่ดีที่สุด
ขั้นตอนที่ 4. เปลี่ยนความยาว
ค้นหาว่าเกิดอะไรขึ้นกับความเร็วของลูกตุ้มสองลูกที่มีความยาวต่างกัน นับเวลาเพื่อดูว่าลูกตุ้มที่สั้นกว่าเคลื่อนที่เร็วขึ้นหรือเท่ากันกับลูกที่ยาวกว่าหรือไม่
ซ้ำ ซ้ำ ซ้ำ. จากนั้นคำนวณเวลาเฉลี่ยและการแกว่งของลูกตุ้ม
เคล็ดลับ
- อย่าใช้สิ่งของที่บอบบางหรือมีค่าเป็นบัลลาสต์เพราะอาจแตกหักได้
- ให้สายลูกตุ้มยาวกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของบัลลาสต์