ذبذبة البندول البسيط تكون في مستوى أفقي، وذلك لأن القوة الوحيدة المؤثرة على البندول هي قوة الجاذبية، والتي تكون عمودية على مستوى البندول. وبما أن البندول بسيط، أي أن كتلة الخيط مهملة، فلا توجد قوى أخرى تؤثر على البندول لتغيير مستوى ذبذبته.
أما بالنسبة للحركة المخروطية، فهي حركة دورانية حول محور يمر بمركز كتلة الجسم. وبما أن البندول البسيط لا يدور حول محور، فلا يمكن أن تكون حركته مخروطية.
وفيما يلي شرح تفصيلي لكل من هذه النقاط:
لماذا تكون ذبذبة البندول البسيط في مستوى أفقي؟
تعتمد حركة البندول البسيط على قانون نيوتن الثاني، الذي ينص على أن القوة تساوي الكتلة مضروبة في التسارع. وفي حالة البندول البسيط، تكون القوة الوحيدة المؤثرة على البندول هي قوة الجاذبية، والتي تكون عمودية على مستوى البندول.
وبما أن البندول بسيط، أي أن كتلة الخيط مهملة، فلا توجد قوى أخرى تؤثر على البندول لتغيير مستوى ذبذبته. لذلك، فإن البندول يظل في نفس المستوى الذي بدأ فيه الذبذبة.
لماذا لا تكون حركة البندول البسيط مخروطية؟
لكي تكون حركة الجسم مخروطية، يجب أن يكون هناك عزم دوران حول محور يمر بمركز كتلة الجسم. وفي حالة البندول البسيط، لا يوجد عزم دوران حول محور يمر بمركز كتلة الجسم.
والسبب في ذلك هو أن البندول البسيط يتكون من كتلة معلقة بخيط. وبما أن كتلة الخيط مهملة، فلا توجد قوى تؤثر على البندول لتغيير محور دورانه. لذلك، فإن البندول يظل يدور حول محور ثابت، وهو محور الخيط.
وفيما يلي بعض الأمثلة على البندول البسيط:
- أرجوحة الأطفال.
- البندول في الساعة الرملية.
- ميزان البندولا.
- البندول في ساعة الجيب.
في جميع هذه الأمثلة، تكون ذبذبة البندول في مستوى أفقي، ولا تكون الحركة مخروطية.