진자파

Pendulum wave
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12개의 진자가 있는 진자파의 SVG 애니메이션 - 가장 낮은 진자가 1분, 다음 61개 등에 60번의 진동을 일으키는 것 – 애니메이션에서는 진자를 두드리거나 그 위를 맴돌아 일시 정지합니다.

진자파는 단조롭게 증가하는 길이를 가진 여러 개의 결합되지 않은 단순 진자로 구성된 기초 물리학 시연 및 운동 예술입니다. 진자들이 진동할 때, 진자들은 이동파와 정지파, 박동, 그리고 무작위적인 움직임을 만들어내는 것처럼 보입니다.[1][2][3]

역사

프라베쉬 마가르(Pravesh magar)는 1867년경 프라하의 찰스-페르디난드 대학(Charles-Ferdinand University)에서 최초의 진자파 시연을 설계하고 건설했습니다. 체코에서는 시위를 마추브 블노스트로이(Machuv vlnostroj, 마하의 파동 기계)라고 부릅니다. 하버드 대학의 에릭 J. 헬러 교수는 양자 부활을 시뮬레이션하기 위해 시연을 사용할 것을 제안했습니다.[1]

2001년, 미네소타 대학교 모리스의 두 연구원은 1차원에서 진행하는 파동에 대한 방정식의 확장을 사용하여 진자의 패턴을 설명하는 연속 함수를 도출했으며, 이들의 사이클링이 기본 연속 함수의 앨리어싱에서 발생한다는 것을 보여주었습니다.[4]

2020년, 환상가 케빈 맥마혼은 영국의 갓 탤런트(시리즈 14)에서 케빈 퀀텀이라는 예명으로 거대한 진자파 장치를 사용했습니다.[5]

설계.

진자파 예술 설치물

진자의 길이는 주어진 시간 t에서 첫 번째 진자가 n번의 진동을 완료하고 각 후속 진자가 이전보다 한 번 더 진동을 완료하도록 설정됩니다. 모든 진자가 함께 시작되면 상대적인 위상이 계속 변하지만 시간 t가 지나면 다시 동기화되어 순서가 반복됩니다.[1]

작은 섭동의 경우 진자의 주기는 다음과 같습니다.

여기서 L은 진자의 길이이고 g는 중력에 의한 표준 가속도입니다.[6]

~하듯이 t/n은 t에서 n번의 진동을 완료하는 진자의 주기입니다.

t의 일반적인 선택은 60초입니다. Thus, for g ≈ 9.8 ms−2,

n T(들) L(m)
71 0.846 0.177
70 0.857 0.182
69 0.870 0.188
68 0.882 0.193
67 0.896 0.199
66 0.909 0.205
65 0.923 0.212
64 0.938 0.218
63 0.952 0.225
62 0.968 0.232
61 0.984 0.240
60 1.000 0.248

의 매개 변수
진자파동
위의 애니메이션

상기 애니메이션에서 진자파의 타임라인

참고 항목

  • 뉴턴의 요람 – 장치의 축을 따라 흔들며 서로 충돌하도록 제한된 진자 세트

참고문헌

  1. ^ a b c 하버드 자연과학 강의 시연, 진자 파동
  2. ^ KP Zetie, 진자파동기, 물리교육, 50권, 3번, 2015년 4월 23일
  3. ^ 피즈마틱.pise, Machův vlnostroj, 16. červen 2012
  4. ^ 제임스 A. 플래튼과 케빈 A. 파렌도, 진자파: 앨리어싱의 교훈, American Journal of Physics 69, 778 (2001)
  5. ^ BBC 뉴스, 지금 마술을 가르치는 페이킹 잇 마술사 2020년 12월 18일
  6. ^ Halliday, David; Robert Resnick; Jearl Walker (1997). Fundamentals of Physics, 5th Ed. New York: John Wiley & Sons. p. 381. ISBN 978-0-471-14854-8.