exponenta event banner

Маятниковые волны

Этот пример показывает интересные волновые узоры, которые появляются среди массива простых маятников с тщательно выбранными длинами. Он основан на физической системе, которую можно просмотреть по адресу www.youtube.com/watch?v=yVkdfJ9PkRQ

При общем приближении движения маятника период маятника зависит только от длины маятника и ускорения силы тяжести. Маятниковая система в этом примере содержит 24 маятника с длинами, выбранными так, что каждый маятник выполняет различное целое число колебаний в течение 60-секундного «системного периода». Количество колебаний маятников в системный период лежит среди 24 целых чисел в диапазоне [68, 91]: самый длинный маятник завершает 68 колебаний, а самый короткий завершает 91. Когда маятники освобождаются от покоя под общим начальным углом, в их движении появляются волновые узоры. Эти узоры наиболее очевидны, если смотреть на систему сбоку или сверху.

Все моделирование выполняется в течение двух минут или двух системных периодов; через одну минуту маятники возвращаются в исходное состояние, и шаблон повторяется. Формула вычисления маятниковых периодов предполагает, что маятник выполняет простое гармоническое движение. Фактически, это аппроксимация, которая становится менее точной по мере увеличения угловой амплитуды качания. В результате в шаблонах движения возникают небольшие расхождения, и очевидно, что после двух системных периодов система не совсем вернулась в свое исходное состояние. (Истинный период простого маятника больше, чем период, вычисленный в предположении гармонического движения.) Уменьшение начального угла улучшает повторяемость волновых диаграмм.