Harvard Natural Sciences demonstrații de curs

mișcarea (sau lipsa de mișcare) a punctului de suspendare a unui obiect este observată atunci când obiectul este lovit o lovitură.

ce arată

Centrul de percuție (COP) este locul pe o bâtă sau rachetă unde poate fi lovit fără a provoca reacții la punctul de sprijin. Atunci când o minge este lovit în acest loc, contactul se simte bine și mingea pare să primăvară departe cu viteza sa cea mai mare și, prin urmare, acest lucru este adesea menționată ca la fața locului dulce. În alte puncte decât acest loc, liliacul sau racheta pot vibra sau chiar vă pot înțepa mâinile. Acest experiment arată efectul demonstrând ce se întâmplă atunci când lovești un model suspendat al unui liliac în diferite locuri.

cum funcționează

când o bâtă sau o rachetă este lovită în centrul său de greutate (COG), se mișcă înainte (fără rotație) în direcția forței. Lovirea unui liliac sau a unei rachete într-un alt loc decât rotița produce un cuplu în jurul rotiței sale, rezultând atât mișcare de rotație, cât și mișcare de translație, așa cum este ilustrat mai jos pentru cazul unui băț.

percuție

Mai mult, există un punct care, atunci când este lovit, va avea ca rezultat viteza de translație înainte și viteza de rotație înapoi fiind egală și opusă. Acest punct se numește centrul percuției.

percuție

2 știft 4 (140 cm lungime) reprezintă liliacul nostru și este suspendat de un știft orizontal printr-un șurub în U (fixat la un capăt al 2-ului 4 ) așa cum se arată mai sus. 2 4 se poate roti în jurul punctului de suspensie, iar șurubul de suspensie U (punctul de pivotare) se poate deplasa orizontal.

în prima dintre cele trei situații descrise în desene, o forță (lovitură de ciocan) este aplicată sub COP. Acest lucru are ca rezultat o viteză de rotație considerabilă în sens invers acelor de ceasornic (mai mare decât viteza de translație înainte) și punctul de suspensie este smucit spre stânga. Dacă forța este aplicată între COP și COG (ilustrația din mijloc), viteza înainte va depăși viteza de rotație la punctul de pivotare și va exista o apăsare înainte pe punctul de pivotare spre dreapta. Lovirea deasupra rotiței (nu este ilustrată) va conferi viteze de rotație și translație în aceeași direcție, iar punctul de suspensie se va deplasa clar spre dreapta. În cel de-al treilea caz, 2-ul 4 este lovit la COP, care este situat 2/3 drumul în jos. Vitezele înainte și de rotație sunt egale și opuse la punctul de suspensie, care rămâne staționar.

uneori Centrul percuției este denumit Centrul oscilației. Motivul pentru aceasta poate fi demonstrat prin suspendarea unui pendul simplu a cărui lungime este egală cu Distanța de la punctul de pivotare la COP. 2 4 și pendulul vor avea aceeași perioadă de oscilație. 1

configurarea acestuia

Acest lucru este ușor—trebuie doar să sprijiniți știftul de suspensie orizontală de la câteva cleme de laborator atașate la banca de curs. Știftul orizontal are o tăietură în V superficială pentru ca șurubul de suspensie să se odihnească. Șurubul sare din crestătură atunci când este lovit un alt punct decât polițistul. Un ciocan sau un ciocan din cauciuc dur completează configurarea. Avem o selecție de bâte de baseball reale și rachete de tenis în cazul în care lectorul dorește să meargă acest traseu.

ar putea fi distractiv pentru a încerca bâte de baseball reale și rachete de tenis. Acestea ar putea fi suspendate și lovite în diferite puncte. Deoarece formele lor sunt mai complexe, va fi nevoie de puțin experiment pentru a identifica locația polițistului. Sincronizarea perioadei de oscilație și calcularea lungimii pendulului simplu corespunzător ar trebui să facă trucul. Compararea locațiilor COP de lilieci din lemn și aluminiu ar putea fi, de asemenea, instructivă.

1 2-ul 4 este un pendul fizic a cărui perioadă de oscilație este2*pi*sqrt(2L/3G), comparativ cu un pendul simplu a cărui perioadă este2*pi*sqrt(L/g). Astfel, un pendul simplu 2/3 lungimea unui pendul fizic va avea o perioadă identică.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.