משתמשת:Chenspec/תרגום

מטוטלת היא משקולת אשר תליה מציר כך שהיא יכולה לנוע באופן חופשי^[1]. כאשר מטוטלת ממוקמת לצד נקודת המנוחה שלה המכונה שיווי משקל מכני, הכבידה מפעילה עליה כוח מחזיר אשר יאיץ אותה בחזרה אל עבר נקודת שיווי המשקל ויגרום לה להתנדנד סביבה.

משך הזמן שבו המשקולת משלימה מחזור אחד מכונה התדירות. התדירות תלויה באורך של המטוטלת ובאורך המסלול שלה המכונה משרעת.

היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]

העתק של הסייסמוגרף של Zhang Heng's. המטוטלת מחוברת לחלק הפנימי.

אחד השימושים המוקדמים ביודע הידועים של המטוטלת הוא עבור מתקן סייסמוגרף של המדען הסיני Zhang Heng משושלת האן.

שימושים אחרים[עריכת קוד מקור | עריכה]

סייסמוגרף[עריכת קוד מקור | עריכה]

מטוטלת שבה המוט אינו אנכי אלא כמעט אופקי הייתה בשימוש של סייסמוגרפים מוקדמים למדידת רעידות אדמה. המשקולת של המטוטלת נשארת במקומה בעוד המסגרת נעה, הרישום נוצר מהפערים בניהם.

כוונון שולר (Schuler tuning)[עריכת קוד מקור | עריכה]

כפי שהוסבר לראשונה על ידי מקסימיליאן שולר (Maximilian Schuler) במאמר משנת 1923, מטוטלת שהתדירות שלה שווה בדיוק שווה לזמן ההקפה של לווין היפותטי במסלול שקרוב לפני השטח של כדור הארץ (כ -84 דקות) נוטה להישאר במצב המצביע על מרכז הארץ ברגע שהתמיכה שלה מוסרת.

עקרון זה מכונה כוונון שולר והוא משמש מערכת ניווט אינרציאלית של אוניות ומטוסים הפועלות על פני כדור הארץ. לא עשה שימוש במטוטלת פיזית, אבל מעורכת הבקרה ששומרת על פלטפורמת האינרציה מחוברת לגירוסקופים משתנה כך שהמתקן מתנהג כאילו הוא מחובר למטוטלת, באופן ששומר את פני הפלטפרמה כך שיהיו מכוונים כלפי מטה בזמן שכלי התחבורה נע על המשטח המקומר של כדור הארץ.

זוגות של מטוטלות[עריכת קוד מקור | עריכה]

שתי מטוטלות עם תדירות זהה תלויות מחוט משותף. התנודתיות מתחלפת בין השתיים.

בשנת 1665 הוגינס (Huygens) ביצעה תצפית משמעותית על שעוני מטוטלת. שני שעונים הוצבו על קורת האח והוא שם לב שיש להם תנועה הפוכה. כלומר, המטוטלות שלהם נעו באופן מתואם אך הפול בכיוונו בפאזה הפוכה של 180°. הוא מצא ששלי השעונים יגיעו למצב הזה ללא תלות בנקודת ההתחלה שלהם. זאת הייתה התצפית הראשונה של תופעה זו^[2].

הסיבה להתנהגות זו היא ששתי המטוטלות משפיעות אחת על השנייה דרך תנודות קטנות של הקורה שעליה עמדו. תהליך זה מכונה בפיזיקה סחיפה (entrainment) או נעילת מצב (Mode-locking) והוא נצפה גם במקרים אחרים של התנדנדות כפולה. מטוטלות מסונכרנות שימשו בשעונים ובמכשירי מדידה של כוח הכבידה (Gravimeter) בשנים המוקדמות של המאה ה- 20.

למרות שהגנס צפה רק בסינכרון מחוץ לפאזה, נמצאו גם תופעות של סנכרון בפזה כמו גם מצב "מוות" שבו אחד מהשעונים או שניהם מגיעים לעצירה^[3]^[4].

שימושים דתיים[עריכת קוד מקור | עריכה]

תנועת המטוטלת נראית גם בטקסים דתיים. לדוגמה, הקטורת המתנדנדת המכונה Censer או Thurible^[5]. המטוטלות משמשות גם בהתכנסויות רבות במקסיקו המזרחית לציון היום שבו הגעות בשיאה. המטוטלות שימשו בעבר גם לדאוזינג.

הוצאה להורג[עריכת קוד מקור | עריכה]

במהלך ימי הביניים המאוחרות, מטוטלות שימושו כשיטה של עינוי על ידי האינקוויזיציה הספרדית. המשקולת של המטוטלת הוחלפה בראש של גרזן. הקורבן נקשר לשולחן מתחת לגרזן בזמן שהמתקן מופעל והגרזן מתנדנד הלוך וחזור באוויר. בכל מחזור המטוטלת מונמכת בהדרגה אל עבר בית החזה של הקורבן עד שהוא מתבקע. עקב הזמן הארוך הדרוש להשלמת הפעולה של הגרזן שיטה זו נחשבת לעינוי הקורבן עד למותו^[6].

Notes[עריכת קוד מקור | עריכה]

^ "Pendulum". Miriam Webster's Collegiate Encyclopedia. Miriam Webster. 2000. p. 1241. ISBN 0-87779-017-5.
^ Toon, John (8 בספטמבר 2000). "Out of Time: Researchers Recreate 1665 Clock Experiment to Gain Insights into Modern Synchronized Oscillators". Georgia Tech. נבדק ב-2007-05-31. {{cite web}}: (עזרה)
^ A.L. Fradkov and B. Andrievsky, "Synchronization and phase relations in the motion of two-pendulum system", International Journal of Non-linear Mechanics, vol. 42 (2007), pp. 895–901.
^ I.I. Blekhman, "Synchronization in science and technology", ASME Press, New York, 1988, (Translated from Russian into English)
^ An interesting simulation of thurible motion can be found at this site.
^ R.D. Melville (1905), "The Use and Forms of Judicial Torture in England and Scotland", The Scottish Historical Review, vol. 2, p. 228; Geoffrey Abbott (2006) Execution: the guillotine, the Pendulum, the Thousand Cuts, the Spanish Donkey, and 66 Other Ways of Putting Someone to Death, MacMillan, [[:en:Special:BookSources/0312352220|ISBN 0-312-35222-0]], p. 213.

[1] "Pendulum". Miriam Webster's Collegiate Encyclopedia. Miriam Webster. 2000. p. 1241. ISBN 0-87779-017-5.

[2] Toon, John (8 בספטמבר 2000). "Out of Time: Researchers Recreate 1665 Clock Experiment to Gain Insights into Modern Synchronized Oscillators". Georgia Tech. נבדק ב-2007-05-31. {{cite web}}: (עזרה)

[3] A.L. Fradkov and B. Andrievsky, "Synchronization and phase relations in the motion of two-pendulum system", International Journal of Non-linear Mechanics, vol. 42 (2007), pp. 895–901.

[4] I.I. Blekhman, "Synchronization in science and technology", ASME Press, New York, 1988, (Translated from Russian into English)

[5] An interesting simulation of thurible motion can be found at this site.

[6] R.D. Melville (1905), "The Use and Forms of Judicial Torture in England and Scotland", The Scottish Historical Review, vol. 2, p. 228; Geoffrey Abbott (2006) Execution: the guillotine, the Pendulum, the Thousand Cuts, the Spanish Donkey, and 66 Other Ways of Putting Someone to Death, MacMillan, [[:en:Special:BookSources/0312352220|ISBN 0-312-35222-0]], p. 213.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]