Një lavjerrës përbëhet nga një peshë e varur nga një shufër ose litar që lëkundet përpara dhe mbrapa. Lavjerrësit janë të zakonshëm në pajisjet e mbajtjes së kohës si metronomët, orët e lavjerrësit, sizmometrat dhe temjanët e lëkundur, dhe mund të përdoren për të ilustruar probleme komplekse të fizikës.
Hapi
Metoda 1 nga 3: Kuptimi i Lavjerrësit Bazë
Hapi 1. Dije se një lavjerrës është një peshë e varur lirshëm në fund të vargut
Para se të filloni të përdorni një lavjerrës, duhet të dini se çfarë është një lavjerrës dhe si funksionon. Për fat të mirë, një lavjerrës nuk është asgjë më shumë se një peshë e varur që mund të lëkundet mbrapa dhe me radhë. Litari është i lidhur në një pikë fikse në mënyrë që vetëm pesha dhe litari të lëvizin.
- Mbajeni fundin e një gjerdanje varëse ose lodër yo-yo midis gishtërinjve tuaj dhe lëvizni "peshën" në pjesën e poshtme. Ju keni bërë lavjerrësin tuaj të parë!
- Një shembull i zakonshëm i një lavjerrësi është një peshë e madhe lëkundëse në një orë lavjerrëse.
Hapi 2. Për të përdorur një lavjerrës, tërhiqeni peshën mbrapa dhe më pas lëshojeni
Sigurohuni që ta mbani litarin të shtrënguar dhe hiqni peshën pa e shtyrë atë. Pesha do të rrotullohet mbrapa dhe me radhë, duke u kthyer në pothuajse të njëjtën lartësi si kur e keni rënë.
- Lavjerrësi do të lëkundet përgjithmonë nëse asgjë nuk e ngadalëson atë ose ndryshon drejtimin e tij.
- Në fakt, forcat e jashtme si fërkimi dhe rezistenca e ajrit do të ngadalësojnë lavjerrësin.
Hapi 3. Bëni një lavjerrës të thjeshtë me një kordon, bateri dhe kasetë për ta kuptuar më mirë atë
Nëse jeni duke mësuar përmes aktiviteteve praktike ose doni t'i mësoni fëmijët se si funksionon një lavjerrës, atëherë mund të ndërtoni shpejt një lavjerrës për të eksperimentuar me:
- Lidheni njërin skaj të litarit në qendër të masës ose shtyllës prej druri.
- Lidheni skajin tjetër me një bateri ose ngarkesë tjetër të vogël.
- Balanconi drurin e matur në anën e pasme të dy karrigeve të barabarta në mënyrë që bateria të varet lirshëm midis tyre dhe të mund të lëkundet pa goditur asgjë.
- Ngrini baterinë, duke e mbajtur litarin të tendosur dhe lëshojeni atë në mënyrë që të lëkundet mbrapa dhe me radhë.
Hapi 4. Identifikoni fjalorin shkencor për lavjerrësin
Ashtu si me shumicën e aktiviteteve shkencore, kuptimi dhe përdorimi i një lavjerrësi është i mundur vetëm nëse i dini fjalët që e përshkruajnë atë.
- Amplituda: Pika më e lartë që arrin lavjerrësi.
- Bob: Një emër tjetër për ngarkesën në majë të lavjerrësit.
- Ekuilibri: pika e mesit e lavjerrësit; ku është ngarkesa nëse nuk lëviz.
- Frekuenca: Numri i herëve që lavjerrësi lëkundet mbrapsht në një kohë të caktuar.
- Periudha: Koha që i duhet një lavjerrësi lëvizës për t'u kthyer në të njëjtin vend.
Metoda 2 nga 3: Përdorimi i një lavjerrësi për të mësuar fizikën bazë
Hapi 1. Vini re se eksperimentet me lavjerrës janë një mënyrë e shkëlqyer për të mësuar metodën shkencore
Metoda shkencore ka qenë shtylla kurrizore e kërkimit shkencor që nga Greqia e lashtë, dhe lavjerrësi është një objekt që prodhohet lehtë dhe prodhon rezultate shpejt. Kur kryeni ndonjë nga eksperimentet e mëposhtëm, merrni kohë për të formuluar një hipotezë, diskutoni se cilën variabël po testoni dhe krahasoni rezultatet.
- Gjithmonë eksperimentoni deri në 5-6 herë për të siguruar qëndrueshmërinë e rezultateve tuaja.
- Mos harroni të provoni vetëm një eksperiment në të njëjtën kohë- përndryshe nuk do të dini se çfarë ndryshon lëkundjen e lavjerrësit.
Hapi 2. Ndryshoni peshën në fund të litarit për të mësuar gravitetin
Një nga mënyrat më të thjeshta për të mësuar në lidhje me efektin e gravitetit është përmes një lavjerrësi, dhe mund të habiteni nga rezultatet. Për të parë efektin e gravitetit:
- Tërhiqeni lavjerrësin 10 cm dhe lëshojeni.
- Përdorni një kronometër për të përcaktuar periudhën e lavjerrësit. Përsëriteni 5-10 herë.
- Shtoni një bob më të rëndë në lavjerrës dhe përsëritni eksperimentin.
- Periudha dhe frekuenca do të jenë saktësisht të njëjta! Kjo ndodh sepse graviteti prek të gjitha ngarkesat në mënyrë të barabartë. Për shembull, një monedhë dhe një tullë do të bien me të njëjtën shpejtësi.
Hapi 3. Ndryshoni vendin ku e hidhni ngarkesën për të studiuar amplituda
Ndërsa tërhiqni vargun më lart, ju keni rritur amplituda ose lartësinë e lavjerrësit. Sidoqoftë, a ndryshon kjo sa shpejt lavjerrësi kthehet në dorën tuaj? Përsëriteni eksperimentin e mësipërm, por këtë herë tërhiqeni lavjerrësin 20 centimetra larg dhe mos e ndryshoni ngarkesën.
- Nëse keni bërë gjithçka në mënyrë korrekte, periudha e lavjerrësit nuk do të ndryshojë.
- Ndryshimi i amplitudës nuk ndryshon frekuencën, një fakt që do të vijë në ndihmë në trigonometri, shkencë të shëndoshë dhe shumë fusha të tjera.
Hapi 4. Ndryshoni gjatësinë e litarit
Përsëriteni eksperimentin e mësipërm, por në vend që të ndryshoni sa peshë shtoni ose sa lart e bini, përdorni një litar më të shkurtër ose më të gjatë.
Këtë herë patjetër që do të vini re ndryshimet. Në fakt, ndryshimi i gjatësisë së vargut është e vetmja gjë që do të ndryshojë periudhën dhe frekuencën e lavjerrësit
Hapi 5. Mësoni më shumë rreth fizikës së lavjerrësit për të mësuar rreth inercisë, transferimit të energjisë dhe nxitimit
Për më shumë studentë të moshuar ose fizikantë aspirues, lavjerrësit janë një mënyrë e shkëlqyeshme për të mësuar marrëdhënien midis nxitimit, fërkimit dhe trigonometrisë. Kërkoni për "ekuacionet e lavjerrësit" ose hartoni eksperimentet tuaja për t'i gjetur ato. Disa pyetje që duhen marrë parasysh:
- Sa shpejt lëviz bob në pikën e tij më të ulët? Si e gjeni shpejtësinë e bobit në secilën pikë?
- Sa energji kinetike ka bobi në çdo pikë të lavjerrësit? Si ndihmë, përdorni ekuacionin: Energjia Kinetike = 0.5 x Masa e Bobit x Shpejtësia2
- Si mund ta parashikoni periudhën e një lavjerrësi bazuar në gjatësinë e vargut?
Metoda 3 nga 3: Përdorimi i një lavjerrësi për të marrë matje
Hapi 1. Rregulloni gjatësinë e litarit për të matur kohën
Ndërsa tërheqja e litarit më tej dhe ndryshimi i ngarkesës nuk mund të ndryshojë periudhën, zgjatja ose shkurtimi i litarit mund të ndryshojë periudhën. Kjo është mënyra se si të bëni një orë të vjetër - nëse ndryshoni gjatësinë e lavjerrësit në mënyrë të përsosur, atëherë mund të bëni një periudhë ose lëvizje të plotë, e cila zgjat dy sekonda. Numëroni numrin e periodave dhe e dini sa kohë ka kaluar.
- Ora e lavjerrësit është e bashkangjitur në ingranazh në mënyrë që çdo herë që lavjerrësi të lëkundet, dora e dytë e orës do të lëvizë.
- Në një orë lavjerrëse, një peshë që lëviz në një drejtim prodhon një "rriqër" dhe kthehet prapa për të prodhuar një "trokitje".
Hapi 2. Përdorni lavjerrësin tuaj për të matur dridhjet aty pranë, përfshirë tërmetet
Një sizmograf, një makinë që mat intensitetin dhe drejtimin e tërmeteve, është një lavjerrës kompleks që lëviz vetëm kur lëvozhga e tokës lëviz. Ndërsa kalibrimi i një lavjerrësi vetëm për të matur tektonikën e pllakave është jashtëzakonisht i komplikuar, ju mund ta ktheni pothuajse çdo lavjerrës në një sizmograf bazë me vetëm stilolaps dhe letër.
- Ngjitni një stilolaps ose laps në peshën në fund të lavjerrësit.
- Vendosni një copë letër nën lavjerrës në mënyrë që stilolapsi të prekë letrën dhe të bëjë shenja.
- Shkundni butësisht lavjerrësin, por mos e shkundni vargun. Sa më shumë që tundni lavjerrësin, aq më të mëdha janë shenjat në copën tuaj të letrës. Kjo shoqërohet me një "tërmet" më të madh.
- Sizmografi origjinal kishte një copë letër rrotulluese në mënyrë që të shihni fuqinë e një tërmeti me kalimin e kohës.
- Lavjerrësi është përdorur për të matur tërmetet që nga viti 132 pas Krishtit në Kinë.
Hapi 3. Përdorni një lavjerrës të veçantë të quajtur Lavjerrësi i Fukos për të vërtetuar se toka rrotullohet
Edhe pse sot njerëzit e dinë që toka rrotullohet mbi boshtin e saj, Lavjerrësi i Fukos është dëshmia më e hershme e këtij koncepti. Për ta përsëritur atë do t'ju duhet një lavjerrës i madh, me një gjatësi minimale prej 4.9 metra dhe një peshë prej mbi 11.3 kg, për të minimizuar ndryshoret e jashtme të tilla si era ose fërkimi.
- Lëvizni lavjerrësin në atë mënyrë që të mund të lëkundet për një kohë të gjatë.
- Me kalimin e kohës, do të vini re se lavjerrësi lëkundet në një drejtim tjetër nga kur filluat lëkundjen.
- Kjo ndodh sepse lavjerrësi lëviz në një vijë të drejtë ndërsa toka poshtë rrotullohet.
- Në hemisferën veriore lavjerrësi do të lëvizë në drejtim të akrepave të orës dhe në hemisferën jugore lavjerrësi do të lëvizë në drejtim të kundërt.
- Edhe pse është e ndërlikuar, mund të përdorni Lavjerrësin e Fukos për të llogaritur gjerësinë duke përdorur ekuacionet trigonometrike.
Këshilla
- Ju mund të keni nevojë për dy persona për të kryer këtë eksperiment me saktësi - një person që përdor një lavjerrës dhe personi tjetër që mban gjurmët e kohës.
- Nëse doni të bëni një lavjerrës më të saktë, përdorni një litar tjetër për të mbajtur peshën në lartësinë e dëshiruar. Djeg fundin e litarit për të "rënë" peshën. Kjo do t’ju parandalojë të shtyni aksidentalisht peshën përpara ose anash kur e lëshoni.
- Disa njerëz besojnë se lavjerrësi gjithashtu ka fuqi të veçanta parashikuese.
