Tivolitur

Penduler
- når det virkelig svinger

 

I forbindelse med spørgsmålet: Hvordan er sammenhængen mellem pendulets længde og svingningstiden kan vi jo efterprøve formlen til højre
T  er svingningstiden ("en tur frem og tilbage")
l  er pendulets længde fra ophængningspunkt til loddets tyngdepunkt
g er tyngdeacceleratione (9,82 m/s2)

 

Mit pendul hjemme i stuen havde en længde på 1,71m, og jeg målte svingningstiden som et gennemsnit af 10 svingninger til 2,68s. Indsætter jeg længden i formlen, får jeg 2,62s - en afvigelse på 2,3%. Den største kilde til usikkerhed er uden tvivl det skønnede tyngdepunkt for stenen, og dermed usikkerheden på længden - jeg burde naturligvis have bruge et regulært lod i stedet for.

Kan vi mon eftervise, at pendulets svingningsplan drejer i forhold til Jorden (gulvet), fordi Jorden drejer om sin akse?

Før vi svarer entydigt på det, vil vi lige se på lidt teori:

Når pendulet er sat i gang, vil det svinge uafhængigt af Jordens rotation. Det betyder, at på polerne vil Jorden dreje væk under pendulet, og svingningsplanet rotere netop 360° i løbet af et døgn.
Ved ækvator der til gengæld ikke ske nogen ændring, og midt imellem, fx i Danmark på 55° nordlig bredde, vil resultatet blive 360 grader gange sin(55°) = 360 gange 0,82 eller 295° i løbet af et døgn. 
I løbet af en time bliver det 295°/24 = 12,2°.

Opgaven bliver nu at lave et pendul, der kan svinge længe (½ - 1 time) og få lavet en opstilling, hvor vi kan konstatere ændringen af svingningsplanet.

 

 

Et par tips i stikordsformat:

Et pendul på 2-3 meter sytråd og med ½ kg-lod kan let svinge ½ time.

Ved at projicere pendulet på gulv eller væg kan man følge afvigelsen fra startplanet.

De pædagogiske overvejelser består så i at afgøre, hvor meget eleverne skal inddrages i alle disse betragtninger, og det må jo blandt andet afhænge af klassetrin.