Principal diferença - pêndulo simples vs. pêndulo composto

UMA pêndulo consiste em um objeto suspenso ao longo de um eixo de modo que seja capaz de se mover para frente e para trás livremente. Dependendo da forma do pêndulo, um pêndulo pode ser classificado como um pêndulo simples ou um pêndulo composto (pêndulo físico). o principal diferença entre o pêndulo simples e o pêndulo composto é que, em um pêndulo simples, a distância entre o centro de gravidade do corpo suspenso e o eixo de suspensão é grande em comparação com as dimensões do corpo suspenso enquanto que, em um pêndulo composto, as dimensões do corpo suspenso são comparáveis ​​à distância entre o centro de gravidade do corpo e o eixo de suspensão. Não existe uma definição clara para diferenciar entre um pêndulo simples e um pêndulo composto, no entanto, esta é uma distinção bastante qualitativa.

O que é um pêndulo simples

Como mencionado anteriormente, em um pêndulo simples, as dimensões do objeto em suspensão são significativamente menores do que a distância do centro de gravidade do objeto ao eixo de suspensão. Isso nos permite tratar a massa como se fosse um único ponto. Também assumimos que a “corda” que suspende o corpo é inelástica e sem massa. A figura abaixo ilustra um pêndulo simples:

Um pêndulo simples

Nós pegamos o comprimento

ser a distância do eixo de suspensão ao centro de gravidade do corpo (o corpo em movimento em um pêndulo simples é freqüentemente chamado de “bob”). Então, se deixarmos o bob oscilar para frente e para trás com um pequeno ângulo

, então podemos mostrar que o corpo vai oscilar com um período

dado por:

Nota: o período é o tempo que o corpo leva para completar um swing completo.

é a aceleração devido à gravidade, com

.

O que é um pêndulo composto

Em um pêndulo composto, a distância entre o centro de gravidade do corpo oscilante e o eixo de suspensão é comparável às dimensões do corpo. A figura abaixo ilustra um pêndulo composto:

Um pêndulo composto

O corpo está suspenso no topo. Aqui, o ponto marcado com um ponto é o centro de gravidade e o comprimento

é a distância entre o centro de gravidade e o eixo de suspensão. Para um pêndulo composto oscilando com um pequeno ângulo, pode-se mostrar que o período

com o qual oscila é dado por:

Aqui,

é o momento de inércia do corpo em torno do eixo de rotação.

refere-se à massa do corpo.

Diferença entre o pêndulo simples e o pêndulo composto

Descrição

Em um pêndulo simples, a massa oscilante tem dimensões muito menores que a distância entre o eixo de suspensão e o centro de gravidade.

Em um pêndulo composto, a massa oscilante tem dimensões comparáveis ​​à distância entre o eixo de suspensão e seu centro de gravidade.

Determinação do Período

Em um pêndulo simples, a única propriedade física do pêndulo que afeta seu período é seu comprimento. A massa do objeto não afeta o período.

Em um pêndulo composto, a massa do objeto e como essa massa é distribuída desempenham um papel na determinação do período.

Imagem Cortesia

“Pêndulo simples.” por F = q (E + v ^ B) (Trabalho do próprio) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

“Pêndulo físico (diagrama rotulado).” por Malak, Michael (próprio trabalho) [Domínio Público], via Wikimedia Commons