Interesante Ondas de Péndulos : Demostraciones de conferencias de ciencias naturales de Harvard

Ondas de Péndulos : Demostraciones de conferencias de ciencias naturales de Harvard. 1 Oxford St Cambridge MA 02138 Centro de Ciencias B-08A...

Ondas de Péndulos : Demostraciones de conferencias de ciencias naturales de Harvard.

1 Oxford St Cambridge MA 02138 Centro de Ciencias B-08A (617) 495-5824

Ondas de péndulo

Lo que muestra :

Quince péndulos simples desacoplados de longitudes monótonamente crecientes bailan juntos para producir ondas viajeras visuales, ondas estacionarias, golpes y movimientos aleatorios. ¡Uno podría llamar a esto arte cinético y la coreografía de la danza de los péndulos es impresionante! También se pueden mostrar aliasing y reactivación cuántica.

Cómo funciona :

El período de un ciclo completo de la danza es de 60 segundos. La longitud del péndulo más largo se ha ajustado para que ejecute 51 oscilaciones en este período de 60 segundos. La longitud de cada péndulo sucesivo más corto se ajusta cuidadosamente para que ejecute una oscilación adicional en este período. Así, el péndulo 15 (el más corto) sufre 65 oscilaciones. Cuando los 15 péndulos se ponen en marcha juntos, se desincronizan rápidamente: sus fases relativas cambian continuamente debido a sus diferentes períodos de oscilación. Sin embargo, después de 60 segundos, todos habrán ejecutado un número entero de oscilaciones y volverán a estar sincronizados en ese instante, listos para repetir el baile.

Configurándolo :

Las ondas del péndulo se ven mejor desde arriba o desde abajo a lo largo del aparato. La proyección de video es imprescindible para una gran audiencia en una sala de conferencias. Puede reproducir el video a continuación para ver el aparato en acción. Una instancia de interés para notar es a los 30 segundos (a la mitad del ciclo), cuando la mitad de los péndulos están en una amplitud máxima y la otra mitad están en la amplitud máxima opuesta.

Creditos:

Comentarios :

Nuestro aparato fue construido a partir de un diseño publicado por Richard Berg 1 en la Universidad de Maryland. Afirma que su versión está copiada de una en la Universidad Estatal de Moscú. El Dr. Jiří Drábek de la Universidad Palacký en la República Checa nos ha informado que fue diseñado y construido originalmente por Ernst Mach cuando era profesor de Física Experimental en la Universidad Charles-Ferdinand (hoy conocida como Universidad Charles) en Praga alrededor del año 1867. La demostración se utiliza en la República Checa con el nombre de Machuv vlnostroj , la "máquina de ondas de Mach". El aparato que tenemos fue diseñado y construido por Nils Sorensen.

James Flaten y Kevin Parendo 2 han modelado matemáticamente los movimientos colectivos de la péndula con una función continua. La función no cicla en el tiempo y muestran que los diversos patrones surgen del alias de esta función: los patrones son una manifestación del alias espacial (en oposición al temporal). De hecho, si alguna vez ha utilizado un osciloscopio digital para observar una señal sinusoidal, probablemente haya visto algunos de estos patrones en la pantalla cuando la escala de tiempo no se configuró correctamente.

Aquí en Harvard, el profesor Eric Heller sugirió que la demostración podría usarse para simular un renacimiento cuántico. ¡Así que aquí tienes el renacimiento cuántico versus la periodicidad clásica!

1Am J Phys 59 (2), 186-187 (1991).

2Am J Phys 6 9 (7), 778-782 (2001).