Kalkulator Pendulum

Kategori: Kimia
- 31 Disember 2025
| |

Hitung pelbagai sifat pendulum termasuk tempoh, frekuensi, dan kelajuan maksimum. Kalkulator ini membantu dengan masalah fizik yang berkaitan dengan gerakan harmonik sederhana.

Jenis Pendulum

Parameter Pendulum Sederhana
°

Sudut dari menegak (kurang dari 10° untuk anggaran sudut kecil)

m/s²

Default: Graviti Bumi (9.81 m/s²)

Pilihan Damping

Pengaturan Output

Mengenai Pendulum

Pendulum adalah berat yang digantung dari pivot supaya ia boleh berayun dengan bebas. Apabila pendulum dipindahkan dari kedudukan keseimbangan rehatnya, ia bergetar disebabkan oleh daya pemulihan graviti.

Pendulum Sederhana

Pendulum sederhana terdiri daripada jisim (dipanggil bob) yang diikat pada tali atau rod tanpa jisim. Apabila sudut pemindahan kecil, tempoh getaran adalah bebas daripada amplitud.

  • Tempoh: T = 2π√(L/g)
  • Frekuensi: f = 1/T = 1/(2π)·√(g/L)
  • Frekuensi Sudut: ω = 2πf = √(g/L)
Pendulum Fizikal

Pendulum fizikal mempunyai pengedaran jisim yang diperluas dan bukannya jisim titik. Tempoh bergantung kepada momen inersia dan jarak ke pusat jisim.

  • Tempoh: T = 2π√(I/(m·g·d))
  • Frekuensi: f = 1/T = 1/(2π)·√(m·g·d/I)
  • Frekuensi Sudut: ω = 2πf = √(m·g·d/I)
Pendulum Spring

Pendulum spring terdiri daripada jisim yang diikat pada spring. Gerakannya mengikuti gerakan harmonik sederhana dengan daya pemulihan yang disediakan oleh spring.

  • Tempoh: T = 2π√(m/k)
  • Frekuensi: f = 1/T = 1/(2π)·√(k/m)
  • Frekuensi Sudut: ω = 2πf = √(k/m)
Pendulum Damping

Dalam pendulum dunia nyata, daya damping seperti rintangan udara dan geseran menyebabkan amplitud berkurang dari masa ke masa.

  • Under-damped: Pendulum bergetar dengan amplitud yang berkurang
  • Critically Damped: Pendulum kembali ke keseimbangan dalam masa minimum tanpa bergetar
  • Over-damped: Pendulum kembali ke keseimbangan tanpa bergetar, tetapi lebih perlahan daripada damping kritikal
Tenaga dalam Pendulum

Dalam pendulum ideal, tenaga dipelihara dan sentiasa berubah antara tenaga potensial dan tenaga kinetik.

  • Tenaga Potensial: Tertinggi pada pemindahan maksimum (amplitud maksimum)
  • Tenaga Kinetik: Tertinggi apabila melalui kedudukan keseimbangan
  • Jumlah Tenaga: Kekal tetap dalam sistem ideal tanpa damping
Aplikasi Pendulum
  • Pemantauan Masa: Jam pendulum secara sejarah adalah alat pengukur masa yang sangat tepat
  • Seismometer: Digunakan untuk mengesan dan mengukur gempa bumi
  • Demonstrasi Putaran Bumi: Pendulum Foucault
  • Kejuruteraan: Analisis sistem bergetar dan getaran struktur
  • Pendidikan Fizik: Menunjukkan prinsip mekanik, gerakan harmonik, dan pemeliharaan tenaga

Memahami Kalkulator Pendulum

Kalkulator Pendulum adalah alat interaktif untuk meneroka gerakan pendulum. Ia mengira tempoh, frekuensi, frekuensi sudut, kelajuan, dan tenaga untuk pelbagai jenis pendulum: sederhana, fizikal, dan berasaskan spring. Kalkulator ini adalah ideal untuk pelajar, pendidik, dan sesiapa yang berminat untuk belajar tentang gerakan harmonik dalam fizik.

Formula Utama yang Digunakan:

Pendulum Sederhana:
T = 2π√(L/g)
f = 1/T
ω = √(g/L)

Pendulum Fizikal:
T = 2π√(I/(m·g·d))
f = 1/T
ω = √(m·g·d/I)

Pendulum Spring:
T = 2π√(m/k)
f = 1/T
ω = √(k/m)

Tujuan Kalkulator

Kalkulator ini membantu pengguna menganalisis gerakan pendulum dalam pelbagai bentuk, termasuk:

  • Pendulum Sederhana – Sebuah berat pada tali yang berayun di bawah graviti.
  • Pendulum Fizikal – Sebuah badan tegar yang berayun di sekitar titik pivot.
  • Pendulum Spring – Sebuah jisim yang bergetar pada spring.

Ia adalah teman yang berguna kepada alat pendidikan seperti Kalkulator Molariti dan Kalkulator Jisim Molar, yang menyokong pembelajaran kimia dan fizik melalui visualisasi dan pengiraan.

Bagaimana Menggunakan Kalkulator Pendulum

  1. Pilih jenis pendulum: Sederhana, Fizikal, atau Spring.
  2. Masukkan nilai yang diperlukan seperti panjang, sudut, jisim, atau pemalar spring.
  3. Secara pilihan, sertakan redaman untuk mensimulasikan kehilangan tenaga dari masa ke masa.
  4. Pilih pilihan output seperti bilangan tempat perpuluhan dan sama ada untuk menunjukkan visualisasi dan langkah-langkah pengiraan.
  5. Klik butang Hitung untuk melihat hasilnya.
  6. Semak animasi visual, hasil, dan pecahan langkah demi langkah untuk pemahaman yang lebih baik.

Apa yang Anda Akan Pelajari dari Hasilnya

Kalkulator ini memberikan pandangan terperinci tentang gerakan pendulum:

  • Tempoh (T) – Berapa lama satu ayunan penuh mengambil masa.
  • Frekuensi (f) – Bilangan ayunan per saat.
  • Frekuensi Sudut (ω) – Seberapa cepat sudut berubah dari masa ke masa.
  • Kelajuan Maksimum – Kelajuan pada titik terendah ayunan.
  • Tenaga Kinetik dan Potensial – Transformasi tenaga semasa gerakan.

Pengiraan ini mencerminkan jenis pandangan yang diberikan oleh alat seperti Kalkulator Entropi atau Kalkulator Hasil Teoretikal, menjadikannya lebih mudah untuk menganalisis sistem fizikal dengan keyakinan.

Kenapa Kalkulator Ini Berguna

Kalkulator Pendulum sangat berharga dalam konteks pendidikan dan praktikal:

  • Pelajar boleh memvisualisasikan gerakan dan menyemak kerja rumah atau hasil makmal.
  • Guru boleh menggunakannya sebagai alat demonstrasi di dalam kelas.
  • Jurutera dan peminat boleh meneroka dinamik dalam reka bentuk mekanikal.

Sama seperti Kalkulator Hasil Peratus membantu dengan reaksi kimia, alat ini memudahkan analisis gerakan dan tenaga dalam pendulum.

Soalan Lazim (FAQ)

Bolehkah saya menggunakan kalkulator ini untuk pendulum dunia nyata?

Ya. Walaupun ia menyederhanakan beberapa senario (contohnya, menganggap sudut kecil untuk pendulum sederhana), ia boleh memberikan anggaran yang boleh dipercayai, terutamanya untuk tujuan pendidikan.

Apa perbezaan antara pendulum sederhana dan pendulum fizikal?

Pendulum sederhana menggunakan jisim titik dan tali tanpa jisim, manakala pendulum fizikal mengambil kira pengagihan jisim dan lokasi pivot.

Kenapa perlu memasukkan redaman?

Redaman mensimulasikan geseran dunia nyata atau rintangan udara, membantu anda memahami bagaimana tenaga secara beransur-ansur hilang semasa gerakan.

Adakah alat ini berguna di luar fizik?

Ya. Pendulum terdapat dalam penanda waktu, sistem kejuruteraan, dan seismologi. Alat ini membantu menganalisis dan memahami tingkah laku mereka dalam bidang tersebut.

Adakah terdapat alat serupa untuk kimia?

Sudah tentu. Anda juga boleh meneroka:

Terokai Lebih Banyak

Sama ada anda sedang belajar tentang gerakan atau reaksi kimia, kalkulator seperti ini dan Kalkulator Jisim Atom atau Kalkulator Konfigurasi Elektron boleh menjimatkan masa dan menyokong pembelajaran. Gabungkan alat fizik dengan kalkulator kimia untuk pemahaman saintifik yang lebih menyeluruh.