طريقة الاستخدام
- اكتب طول الخيط، m، مثلاً 1 لبندول طوله متر.
- أبقِ تسارع الجاذبية، m/s² عند 9.80665، أو اكتب القيمة الخاصة بمكانك.
- اقرأ الدور، s والتردد، Hz، ثم خطوات الحساب.
صيغة البندول البسيط
البندول البسيط كتلة صغيرة معلقة بخيط خفيف تتأرجح ذهاباً وإياباً. وفي الذبذبة الصغيرة لا يعتمد دوره إلا على طول الخيط وتسارع الجاذبية (OpenStax، University Physics Volume 1، القسم 15.4).
T = 2π × √(L ÷ g)
f = 1 ÷ T
T = الدور، s (ذبذبة كاملة ذهاباً وإياباً)
f = التردد، Hz
L = طول الخيط، m
g = تسارع الجاذبية، m/s²
- كتلة الثقل لا تغيّر الدور. ويذكر المصدر أن الدور مستقل تماماً عن الكتلة.
- يكبر الدور بالجذر التربيعي للطول، فأربعة أمثال الطول تضاعف الدور.
- عند جاذبية أقوى يتأرجح البندول أسرع: عند أربعة أمثال الجاذبية يكون الدور نصف الطول.
قيمة g
القيمة الافتراضية هي تسارع الجاذبية المعياري، 9.80665 m/s²، وهي القيمة المتفق عليها والدقيقة بحكم التعريف. ويختلف تسارع الجاذبية قليلاً من مكان إلى آخر على الأرض، لذلك اكتب قيمة محلية عندما تهم الدقة.
ما لا تشمله هذه الحاسبة
- الذبذبات الكبيرة. يذكر المصدر أن الدور مستقل تقريباً عن السعة دون نحو 15°، والحاسبة لا تصحح الدور للذبذبات الأكبر.
- الاحتكاك ومقاومة الهواء، وخيط يتمدد، وثقل ليس صغيراً.
- البندول الفيزيائي، مثل قضيب أو بندول الساعة، الذي يتوقف دوره على توزع كتلته.
مثال محلول: بندول طوله 75.000 cm
يأخذ المثال 15.3 من OpenStax بندولاً بسيطاً طوله 75.000 cm، مع g = 9.8281 m/s²، ويجد دوراً قدره 1.7357 s. اكتب 0.75 و9.8281 للتحقق: T = 2π × √(0.75 ÷ 9.8281) = 1.7357 s، والتردد 1 ÷ 1.7357 = 0.5761 Hz.
| الرقم | القيمة |
|---|---|
| الدور | 1.7357 s |
| التردد | 0.5761 Hz |
الأسئلة الشائعة
لماذا يتأرجح البندول الأطول ببطء أكبر؟
يجعل الخيط الأطول كل ذبذبة أكبر، ويكبر الدور بالجذر التربيعي للطول. فأربعة أمثال الطول تعطي ضعف الدور.
هل تغيّر كتلة الثقل الدور؟
لا. يذكر المصدر أن الدور مستقل تماماً عن الكتلة، فثقلان خفيف وثقيل على الخيط نفسه يتأرجحان معاً.
إلى أي حد يجب أن أبقي الذبذبة؟
أبقِ الذبذبة عند نحو 15 درجة أو أقل. ويذكر المصدر أن الدور مستقل تقريباً عن السعة دون تلك الزاوية، وهذا أساس الصيغة.
لماذا يكون التردد مقلوب الدور؟
الدور هو زمن ذبذبة كاملة واحدة، والتردد يعد الذبذبات الكاملة في ثانية واحدة، لذلك يكون التردد واحداً مقسوماً على الدور.
هل تُرسل بياناتي إلى خادم؟
لا. يعمل الحساب في متصفحك، ولا يُرسل ما تكتبه إلينا ولا يُحفظ.
المصادر
- OpenStax (باللغة الإنجليزية): University Physics Volume 1, Section 15.4 Pendulums (Eq. 15.19, Example 15.3)
- Wikipedia (باللغة الإنجليزية): Standard gravity (9.80665 m/s², exact by definition)
آخر مراجعة للأرقام والنص: الأربعاء، 1 جمادى الآخرة 1448 بعد الهجرة.