الهدف من تجربة البندول المركب هو دراسة الحركة التوافقية البسيطة للبندول المركب، وتحديد العلاقة بين الزمن الدوري وطول الخيط، وتحديد ثابت تسارع الجاذبية الأرضية g.
البندول المركب هو عبارة عن جسم صلب غير جاسئ، مثل كرة أو كتلة معلقة بخيط أو محور، بحيث يكون مركز الثقل للجسم أعلى من نقطة التعليق.
في تجربة البندول المركب، يتم تعليق الجسم الصلب من نقطة ثابتة، ثم يتم إزاحة الجسم عن وضعه المتوازن. سيؤدي ذلك إلى بدء الجسم في التحرك ذهابًا وإيابًا.
يمكن قياس الفترة الزمنية لدوران البندول المركب باستخدام جهاز توقيت. يمكن استخدام هذه البيانات لتحديد العلاقة بين الزمن الدوري وطول الخيط.
علاقة الزمن الدوري وطول الخيط للبندول المركب هي:
T = 2π√(l/g)
حيث:
- T: الزمن الدوري
- l: طول الخيط
- g: تسارع الجاذبية الأرضية
يمكن استخدام هذه العلاقة لتحديد ثابت تسارع الجاذبية الأرضية g.
يتم ذلك عن طريق قياس الزمن الدوري للبندول المركب بمجموعة من أطوال الخيوط المختلفة. يمكن استخدام هذه البيانات لإنشاء جدول بيانات أو رسم بياني يوضح العلاقة بين الزمن الدوري وطول الخيط. يمكن بعد ذلك استخدام هذا الرسم البياني لتحديد قيمة g.
بالإضافة إلى تحديد ثابت تسارع الجاذبية الأرضية g، يمكن استخدام تجربة البندول المركب أيضًا لدراسة تأثيرات القصور الذاتي والمقاومة.
يمكن أن يؤثر القصور الذاتي على حركة البندول المركب عن طريق تغيير مقدار الطاقة الحركية التي يمتلكها الجسم. يمكن أن تؤثر المقاومة على حركة البندول المركب عن طريق إبطاء حركته.
يمكن استخدام تجربة البندول المركب لدراسة هذه التأثيرات من خلال قياس الزمن الدوري للبندول المركب بمجموعة من كتل مختلفة أو مستويات مقاومة مختلفة.