Pendulum

擺(Pendulum)

擺(Pendulum)
台中縣縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

所謂擺是一種實驗裝置,利用一根繩子綁著一個重物所形成,可以用當成計時的工具,具有週期性運動,因此在早期還沒有先進的計時工具時,可以利用擺與機械齒輪裝置作成擺鐘。

一般而言,擺鐘可分為機械式與電池驅動式:機械式的擺鐘需要上發條,每經過一段時間,發條逐漸變鬆,將彈力位能釋放成擺鐘擺動克服摩擦力所損失的能量,因此需要重新上緊發條。電池驅動式擺鐘則為機械式擺鐘的改良,不再使用彈力位能,而改用電池驅動,省卻人為操作與技術的困擾。世界著名的擺鐘有英國的大笨鐘,它是一種機械式的擺鐘,現在已成為知名的觀光景點。

傅科擺

傅科擺 (Foucault Pendulum)
國立臺灣師範大學物理系曾鈺潔碩士生/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

地球的自轉現象(Earth’s rotation)首度由哥白尼的天體運行論提出,卻一直受到質疑,到牛頓提出萬有引力定律,才提供該現象一個合理的理論支持。然而直接用實驗證實該現象的,是法國物理學家傅科(Léon Foucault),他在1851年利用傅科擺成功證實地球自轉的現象。

單擺 (Simple Pendulum)

單擺(Simple Pendulum)
台北市立第一女子高級中學陳柏方/台北市立第一女子高級中學黃克雄老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

單擺是一種懸掛於定點且在重力影響下往複擺動的物體。最基本的單擺可由一條繩(或竿)和一個錘所組成,繩的一端掛錘,另一端固定。

由於單擺週期是恆定的,所以可作為計時器。如果單擺在小角度 ($$\theta<5^\circ$$ 或 $$\sin\theta$$ 趨近 $$\theta$$)的擺動情況下,其擺動可視為簡諧運動。單擺週期只受擺線長度及重力加速度影響,而與擺錘質量或釋放時擺線的角度無關。