حركة البندول البسيط هي حركة اهتزازية دورية منتظمة لجسم كتله صغيرة معلقة بخيط رفيع غير مرن، بحيث يكون طول الخيط صغيراً مقارنة بمسافة مركز الكتلة للجسم عن نقطة التعليق.
ويمكن تمثيل حركة البندول البسيط بالمعادلة التالية:
x(t) = A sin(ωt + φ)
حيث:
- x(t): إحداثي الجسم في أي وقت t.
- A: السعة، وهي أقصى قيمة للإزاحة عن موضع السكون.
- ω: التردد الزاوي، وهو عدد الدورات التي يكملها الجسم في الثانية الواحدة.
- φ: الطور، وهو الزاوية التي يقطعها الجسم عند الزمن t.
وتتميز حركة البندول البسيط بأنها حركة توافقية بسيطة، أي أن سرعتها تتناسب طردياً مع إزاحتها عن موضع السكون، وعجلتها تتناسب طردياً مع سرعتها.
ويعتمد الزمن الدوري لحركة البندول البسيط على طول الخيط وكتلة الجسم، ويمكن حساب الزمن الدوري باستخدام المعادلة التالية:
T = 2π√(L/g)
حيث:
- T: الزمن الدوري، وهو الزمن الذي يستغرقه الجسم لإكمال دورة واحدة.
- L: طول الخيط.
- g: تسارع الجاذبية الأرضية.
ويمكن استخدام حركة البندول البسيط لقياس الوقت، كما يمكن استخدامها في العديد من التطبيقات العملية الأخرى، مثل صناعة الساعات وأجهزة قياس التسارع.
وفيما يلي بعض الأمثلة على حركة البندول البسيط:
- حركة الأجراس.
- حركة الساعة الرملية.
- حركة البندول في جهاز قياس التسارع.
- حركة أوراق الأشجار في مهب الريح.
وفيما يلي بعض التطبيقات العملية لحركة البندول البسيط:
- صناعة الساعات.
- أجهزة قياس التسارع.
- أنظمة التحكم الآلي.
- أجهزة قياس التردد.
- أجهزة قياس الطول.