Notions de base
Un pendule fonctionne en utilisant la gravité pour transférer l'énergie potentielle en énergie cinétique et retour. La quantité d'énergie totale dans le pendule est déterminée par la taille de la masse à l'extrémité du pendule et de la hauteur de la masse est élevée au-dessus de sa position d'origine. Comme les mouvements de balancier, l'énergie totale est conservée, ce qui signifie qu'il reste constant.
Énergie potentielle
Pour une masse élevée à une hauteur, comme un pendule, l'énergie potentielle est défini comme étant le produit de la masse de l'objet, l'accélération de la pesanteur et la hauteur à laquelle elle est relevée. L'équation est représentée comme ceci:
P = mgh
La hauteur est mesurée à la verticale, de sorte que tout mouvement latéral contribue à l'éducation de la masse ne sont pas inclus dans les calculs.
Énergie cinétique
La gravité agit sur la masse dès qu'il est relâché. La masse accélère jusqu'à ce qu'il atteigne le fond de son swing et puis décélère comme il se déplace le long de sa reprise. Il arrête momentanément au haut de la balançoire, puis inverse bien sûr. L'énergie cinétique utilisé comme la masse se déplace à travers son arc est défini comme la moitié de la masse multipliée par le carré de la vitesse. L'équation est la suivante:
K = 0.5mV ^ 2
Energie total
L'énergie totale est définie comme la somme de l'énergie potentielle et cinétique à un moment donné le long de l'arc. Comme la masse se déplace vers le bas de son arc, la hauteur diminue, ce qui diminue l'énergie potentielle. Dans le même temps, la vitesse augmente, ce qui augmente l'énergie cinétique. L'inverse est vrai que la masse se déplace à travers sa reprise. Les variations de hauteur sont proportionnelles aux variations du carré de la vitesse de telle sorte que l'énergie totale reste constante.
Points spéciaux
Au sommet de l'oscillation, la vitesse de la masse est réduite à zéro. Cela signifie que l'énergie cinétique est égale à zéro au sommet de l'oscillation, et que l'énergie potentielle est égale à l'énergie totale. Au bas de l'oscillation, la hauteur est réduite à zéro. Cela signifie que l'énergie potentielle est réduite à zéro et que l'énergie cinétique est égale à l'énergie totale.
Traînée
Dans le vide, une fois un pendule est mis en mouvement, il continuera balancer à la même hauteur à partir de laquelle il a été libéré pour une quantité infinie de temps. Il ne fera que changer son cours, si une force extérieure agit sur elle. Dans l'atmosphère, l'air crée glisser sur la masse de sorte qu'il oscille à une hauteur légèrement inférieure à chaque swing. Finalement, la traînée surmonte l'énergie du pendule et de la butée.