تعريف البندول البسيط:
يتكون البندول البسيط من:
كتلة: جسم صغير ذو كتلة (m) يُسمى الرقاص.
خيط: خيط رفيع مهمل الكتلة (m ≈ 0) وغير قابل للتمدد.
نقطة تعليق: نقطة ثابتة يُعلق عليها الخيط.
حركة البندول:
يتأرجح البندول حول نقطة تعليقه في قوس دائري.
تبدأ الحركة بإزاحة الرقاص عن نقطة اتزانه (وضع السكون) ثم إطلاقه.
تحت تأثير الجاذبية الأرضية، يهتز الرقاص ذهابًا وإيابًا حول نقطة اتزانه.
نوع حركة البندول:
حركة توافقية بسيطة:
تتكرر الحركة بنفس الشكل والزمن الدوري.
تزداد سرعة الرقاص عند الاقتراب من نقطة اتزانه وتقل عند الابتعاد عنها.
تُمثل حركة الرقاص معادلة جيبية أو جيب التمام.
العوامل المؤثرة على حركة البندول:
طول الخيط: كلما زاد طول الخيط، زادت فترة الزمن الدوري.
تسارع الجاذبية الأرضية: كلما زاد تسارع الجاذبية، قلت فترة الزمن الدوري.
كتلة الرقاص: لا تؤثر كتلة الرقاص على الزمن الدوري.
استخدامات البندول البسيط:
قياس الزمن (الساعات).
قياس تسارع الجاذبية الأرضية.
دراسة حركة الأجسام المتذبذبة.
ملاحظة:
يُعد البندول البسيط نموذجًا مثاليًا لا يوجد في الواقع.
في الواقع، هناك احتكاك بين الرقاص والهواء، مما يؤثر على حركته.
أمثلة على البندول البسيط:
ساعة الرقاص.
لعبة الأرجوحة.
بندول نيوتن.
خلاصة:
البندول البسيط هو نموذج مفيد لفهم حركة الأجسام المتذبذبة.