ruch (lub brak ruchu) punktu zawieszenia obiektu obserwuje się, gdy obiekt zostaje uderzony.

co pokazuje

środek perkusji (COP) to miejsce na kiju lub rakiecie, w którym może zostać uderzony bez wywoływania reakcji w punkcie podparcia. Kiedy piłka jest trafiona w tym miejscu, kontakt czuje się dobrze, a piłka wydaje się odskakiwać z największą prędkością, dlatego jest to często określane jako sweet spot. W punktach innych niż to miejsce, kij lub rakieta może wibrować, a nawet użądlić ręce. Ten eksperyment pokazuje efekt, demonstrując, co się dzieje, gdy uderzasz zawieszony model nietoperza w różne miejsca.

Jak to działa

Kiedy kij lub rakieta zostanie uderzona w środek ciężkości (COG), porusza się do przodu (bez obrotu) w kierunku siły. Uderzenie kijem lub rakietą w inne miejsce niż jego koło zębate powoduje moment obrotowy wokół jego koła zębatego, powodując zarówno ruch obrotowy, jak i translacyjny, jak pokazano poniżej w przypadku kija.

Ponadto istnieje punkt, który po uderzeniu spowoduje, że prędkość obrotowa do przodu i prędkość obrotowa do tyłu będą równe i przeciwne. Ten punkt nazywa się centrum perkusji.

2 × 4 stud (140 cm długości) reprezentuje nasz kij i jest zawieszony na poziomym stud za pomocą u-Bolta (przymocowanego do jednego końca 2 × 4), Jak pokazano powyżej. 2 × 4 może obracać się wokół punktu zawieszenia, a zawieszenie U-bolt (pivot point) może poruszać się poziomo.

w pierwszej z trzech sytuacji przedstawionych na rysunkach, Siła (uderzenie młotem) jest przykładana poniżej COP. Skutkuje to znaczną prędkością obrotową w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara (większą niż prędkość translacji do przodu), a punkt zawieszenia jest szarpany w lewo. Jeśli siła zostanie przyłożona między COP a COG (Środkowa ilustracja), prędkość do przodu przekroczy prędkość obrotową w punkcie obrotu i nastąpi pchnięcie do przodu w punkcie obrotu w prawo. Uderzenie powyżej koła zębatego (nie zilustrowane) nada prędkości obrotowe i translacyjne w tym samym kierunku, a punkt zawieszenia wyraźnie przesunie się w prawo. W trzecim przypadku, 2 × 4 jest uderzany w COP, który znajduje się 2/3 drogi w dół. Prędkości do przodu i obrotu są równe i przeciwne w punkcie zawieszenia, który pozostaje nieruchomy.

czasami środek perkusji jest określany jako środek oscylacji. Przyczynę tego można wykazać zawieszając wahadło proste, którego długość jest równa odległości od punktu obrotu do COP. 2 × 4 i wahadło będą miały ten sam okres oscylacji. 1

ustawienie go

jest to łatwe—wystarczy podeprzeć poziomy kołek zawieszenia za pomocą kilku zacisków laboratoryjnych przymocowanych do ławki wykładowej. Poziomy kołek ma płytkie wycięcie w kształcie litery V, aby śruba zawieszenia mogła spocząć. Śruba wyskakuje z wycięć, gdy trafi się w inny punkt niż policjant. Zestaw uzupełnia młotek lub młotek z twardej gumy. Mamy wybór prawdziwych kijów baseballowych i rakiet tenisowych, jeśli wykładowca chce iść tą drogą.

fajnie by było wypróbować prawdziwe kije baseballowe i rakiety tenisowe. Można je zawiesić i uderzyć w różne punkty. Ponieważ ich kształty są bardziej złożone, trzeba trochę poeksperymentować, aby zidentyfikować lokalizację policjanta. Timing czas oscylacji i obliczenie odpowiedniej długości wahadła prostego powinno załatwić sprawę. Porównywanie lokalizacji KOP drewnianych i aluminiowych nietoperzy może być również pouczające.

1 2 × 4 jest fizycznym wahadłem, którego okres oscylacji wynosi, w porównaniu do prostego wahadła, którego okres wynosi. Stąd wahadło proste 2/3 długości wahadła fizycznego będzie miało identyczny okres.