تجربة البندول البسيط

تجربة البندول البسيط

كيفية عمل تجربة البندول البسيط

البندول البسيط (بالإنجليزية: Simple Pendulum) هو عبارة عن بندول مثالي يتكون من كتلة معلقة بخيط عديم الوزن، وما يميز هذا الخيط كونه حرّ وغير مرن، يتأرجح في اتجاه واحد دون إحداث أي احتكاك، وهو غير حقيقي بالفعل، إلا أنه يتم صنعه عبر كتلة معلقة بخيط لإجراء التجربة العلمية وفهم المبدأ، وعادة ما يتم شرح مبدأ البندول البسيط من خلال القيام بالتجربة في المختبر، وفيما يلي شرحها:

أهداف تجربة البندول البسيط

إن الأهداف الرئيسية من إجراء تجربة البندول البسيط ما يأتي:

  • دراسة حركة البندول البسيط.
  • دراسة الحركة التوافقية البسيطة.
  • تعلّم مصطلحات جديدة مثل؛ الدورة، والتردد والسعة.
  • التعرّف على العلاقة بين كل من الفترة والتردد والسعة وطول البندول البسيط.
  • تحديد قيمة التسارع الناتج عن قوة الجاذبية.

الأدوات اللازمة لإجراء تجربة البندول البسيط

فيما يأتي قائمة بالأدوات اللازم تحضيرها لإجراء تجربة البندول البسيط:

  • خيط.
  • كرة معدنية (أو أي قطعة أخرى يمكن ربطها في الخيط).
  • خطّاف.
  • ساعة توقيت.
  • ورنية أو (كليبر) أو (مسماك).
  • حامل له قاعدة.

خطوات تجربة البندول البسيط

بداية يجب صنع البندول البسيط ثم يتم تطبيق التجربة، وفيما يأتي الخطوات بالتسلسل:

  • صنع البندول:

يتم صنع البندول البسيط من خلال الخطوات الآتية:

  1. ربط القطعة المعدنية في نهاية الخيط.
  2. صنع حلقة في الطرف الآخر من الخيط.
  3. ربط الخطّاف بقطعة الخشب.
  4. وضع قطعة الخشب على طرف كل من الكرسيين بشكل متوازن.
  5. وضع الحلقة التي تم صنعها في الخطاف.
  • إجراء التجربة:

بدايةً يتم اعتبار الكرة المعدنية على أنها كتلة نقطية تقع في مركزها، كما يُشار إلى نقطة التعليق بالرمز S، والمركز G، والمسافة بين نقطة التعليق والمركز L والتي تساوي (L=l h r)؛ حيث إنّ l طول الخيط، وh طول الخطاف، وr نصف قطر الكرة ، وفيما يأتي خطوات التجربة بالترتيب:

  • قياس نصف القطر r باستخدام الورنية.
  • قياس طول الخطّاف h.
  • ضبط طول الخيط ليتم حساب المسافة بين نقطة التعليق والمركز وفق المعادلة (L=l h r) لتكون عددًا صحيحًا حيث إن طول نصف القطر وطول الخطاف تم حسابهما.
  • تمييز الرقم الجديد بالرمز M1 بالحبر؛ حيث يمكن قياس المسافة بين M1 ونقطة الاتصال بين الخطاف والكرة لحساب l h مباشرة.
  • تحديد الرموز M2 وM3 وهكذا ضمن مسافات متساوية على طول الخط الذي سيسير عليه البندول.
  • شد قطعتي الفلين في المشبك بحيث تكون الزاوية 90 درجة على طول الخط الذي يتأرجح فيه البندول.
  • تثبيت المشبك في الحامل ووضعه على طاولة المختبر بحيث تكون الكرة المعدنية معلقة 2 سم أعلى قاعدة الحامل.
  • تحديد نقطة سكون الكرة بالرمز A أسفل الكرة مباشرة.
  • رسم خط بطول 10 سم بحيث تكون النقطة A هي المركز وذلك على مسار البندول.
  • تحريك البنادول إلى اليمين من النقطة A وتسمية هذا النقطة بالنقطة B ثم تركه ليعود إلى المركز ثم يتجه نحو النقطة C يسار المركز مع أهمية أن لا تدور الكرة.
  • عدّ التذبذبات أو عدد المرات التي يتأرجح بها البندول وانتظار أن يكمل 20 ذبذبة حيث إن الذبذبة الواحدة هي الذهاب والإياب معًا (LL2, L2L,LL1,L1L) بهذه الطريقة سيكمل تذبذبًا واحدًا.
  • إيقاف الساعة عند الانتهاء من 20 تذبذب ثم تكرار التجربة 3 مرات.
  • زيادة طول الخيط بمقدار 10 سم مثلًا وهي النقطة M2 وعمل التجربة.
  • تكرار الخطوات لـ 4 أطوال مختلفة.

توثيق المعلومات في جدول التجربة بحيث يتم وضع طول (l h)، الطول الفعلي L، الزمن في الثلاث مرات لكل طول، معدل الوقت، الزمن الدوري، ثم القيام بالحسابات المطلوبة وفق الجدول المدرج في المرجع والمعادلات أسفله.

نتيجة تجربة البندول البسيط

من خلال القيام بالتجربة اتضح أن البندول يحتاج وقت أطول عند زيادة طول خيط البندول، وأن العوامل المؤثرة على الزمن الدوري للبندول هما كل من طول الخيط والتسارع الناتج عن الجاذبية الأرضية فقط وذلك وفق المعادلة الآتية: (T=2π√ )L /g، حيث g هي تسارع الجاذبية.

2023-12-1423تعليم
مزيد من المشاركات
كيفية عمل سوفت وير للموبايل

كيفية عمل سوفت وير للموبايل

إعادة ضبط الجهاز إنَّ المقصود بإعادة الضبط أو إعادة ضبط المصنع (بالإنجليزيّة: Factory restore) لجهاز الحاسوب هو إعادته إلى الهيئة التي كان عليها منذ شراؤه لأوّل مرّة وبالإعدادات الأصليّة. عند إجراء إعادة ضبط مصنع لجهاز، فإنَّ ذلك سيتسبَّب في حذف جميع الملفّات الموجودة فيه وإعادة تثبيت نظام التشغيل الأوّلي بالإضافة للبرمجيّات الأساسيّة. يلجأ عادةً المُستخدِم لإجراء هذه العمليّة عند حدوث خلل في الجهاز أو في البيانات الموجودة عليه بحيث لا يمكن إصلاحه، أو في حال أراد المُستخدِم إزالة البرمجيّات
تضخم الغدد اللمفاوية في الرقبة عند الأطفال

تضخم الغدد اللمفاوية في الرقبة عند الأطفال

الغدد الليمفاوية تنتشر الغدد الليمفاويّة في جميع أجزاء الجسم، وتتبع للجهاز الليمفي، وتتواجد في الغدد الداخليّة على مستوى البطن، والحلق، والبلعوم، والصدر، كما تتواجد في الغدد الخارجيّة على مستوى العنق، والفخد، والإبط، وتعمل هذه الغدد على حماية الجسم من الأمراض، والدفاع عنه، ومحاربة الميكروبات، والأجسام الغريبة الداخلة إلى الجسم، كما تعمل الغدد الليمفاوية على إنتاج الخلايا المناعيّة، وتظهر عند الإصابة ببعض الأمراض المعدية، والجروح، والالتهابات، وفي بعض الحالات تتضخّم الغدد الليمفاويّة، وتنتفخ،
تعريف المعلقات لغة واصطلاحاً

تعريف المعلقات لغة واصطلاحاً

تعريف المعلقات لغةً المعلقات لغةً من العلق وهي جمع معلّق، واسم فاعل من علَّقَ الشيء، وجذرها علق وجذعها معلق، ومشتق من الفعل علَّقَ، ويُقال كل شاة برجلها معلَّقة أيّ كل شخص محاسب على عمله، والمُعلّقات جمع مؤنث سالم. تعريف المعلقات اصطلاحًا أما المعلقات اصطلاحًا؛ هي عبارة عن قصائد العرب من المطولات، والتي بلغت شهرتها في عصرها، وانتشرت بين القوم لبلاغتها الأدبية، وقيمتها اللغوية العظيمة، حيث برزت خصائص الشعر الجاهلي فيها بشكل واضح، كما أنّها سُمّيت بالمعلقات؛ لأنّها كُتبت بالذهب على قماش الحرير،
مدينة كربلاء

مدينة كربلاء

مدينة كربلاء تعرف كربلاء بمدينة القباب الذهبيّة، وهي واحدة من أهمّ المدن العراقية القديمة، التي تعود جذورها إلى عصر الحضارة البابلية (الألفية الثالثة قبل الميلاد) وتعد مقصداً لملايين الزوار من المسلمين الشيعة في العالم الإسلامي على مدار السنة، ونعتت كربلاء بأسماءٍ عديدة مختلفة منها: كربلاء والغاضرية ونينوى، وعمورا، وشط الفرات، وورد منها في الرواية والتاريخ أيضاً باسم: مارية، والنواويس، والطفّ، ومشهد الحسين. الموقع تبعد مدينة كربلاء إلى الجنوب الغربي من بغداد بنحو 105 كيلو مترات على مسافة 52856
مفهوم السعادة في علم النفس

مفهوم السعادة في علم النفس

السعادة تُعتبر السعادة المفاهيم الأكثر تداولاً بين الأفراد من باب التمنّي، أي أنّ الكثير من الناس يذكرونها بصفةٍ يوميةٍ تقريباً، أو شبه يوميّة، ضمن أحاديثهم العامة حول الحياة، وأهمية التمتع بها، والشعور الإيجابي خلالها، فترى الشقي منهم، يتمنى شعوره بالسعادة، في حين يربطها البعض الآخر بتحسّن الظروف الحياتية، وراحة البال، وخلو حياة الشخص من المشاكل الجسدية والمادية أيضاً، وتتعدد التعريفات لمفهوم السعادة، لكننا في هذا المقال سوف نبدأ الحديث، عن مفهوم السعادة في علم النفس. مفهوم السعادة في علم
مطويات عن مرض السكري

مطويات عن مرض السكري

مرض السكري في الوضع الطبيعيّ يقوم البنكرياس (بالإنجليزية: Pancreas) بإفراز هرمون الإنسولين (بالإنجليزية: Insulin) للمساعدة على تخزين السكر والدهون والاستفادة منهما، ويُعرّف مرض السكري (بالإنجليزية: Diabetes Mellitus) على أنّه مجموعة من الأمراض التي تتمثّل باضطرابات ومشاكل في هرمون الإنسولين، إذ يتمثّل بعدم أو قلة إفراز الجسم لهرمون الإنسولين، أو عدم استجابة الخلايا للإنسولين المُفرز بالشكل الصحيح، ويمكن القول إنّ للسكري نوعين أساسيين، أمّا النوع الأول (بالإنجليزية: Type 1 Diabetes) ففيه يُهاجم
هوراس مان (عالم أمريكي)

هوراس مان (عالم أمريكي)

هوراس مان هوراس مان Horace Mann هو سياسيّ أمريكي، عمل كمحامٍ وعضو في الكونجرس الأمريكي ، عُرِف بكونه مصلحاً تعليمياً، فقد أصلح نظام التعليم العام في أميريكا في القرن التاسع عشر، وسعى لإنشاء أنظمة مدارس عامة غير طائفية عادلة، مع الحرص على تدريب المعلمين في المدارس العادية، ليصبحوا مؤهلين بشكل جيّد للتدريس. ولادته ونشأته ولد هوراس مان في 4 مايو 1796 في بلدو فرانكلين، الواقعة في مقاطعة نورفولك الواقعة في الجزء الشرقي الأوسط من ولاية ماساتشوستس، وهو يُنسب لخلفية عائلية محترمة، فقد كان أحد أسلافه
ما هو تحليل السكر التراكمي للحامل

ما هو تحليل السكر التراكمي للحامل

تحليل السُّكر التراكمي للحامل يتم أجراء تحليل السُّكر التراكمي لتشخيص الإصابة بمرض السُّكري (بالإنجليزية: Diabetes)، أو مقدمة السُّكري (بالإنجليزية: Prediabetes)، سواء للمرأة الحامل أو لأي شخص آخر، حيث إنه في مرحلة الحمل يمكن أن تؤدي التغيرات الفسيولوجية لدى المرأة بانخفاض مستوى السُّكر التراكمي في الدم، وقد تُشير مستويات السُّكر التراكمي القريبة من المُعدَّل الطبيعي إلى احتمالية إصابة المرأة الحامل بالسُّكري، وذلك عند قياسه في المرحلة المُبكرة من الحمل، ويرتبط ذلك بنتائج سلبية للحمل، كما أن