Alkotó inga
Ha szeretnél szép, furcsa ábrákat rajzolni és emlékül hazavinni, mindenképpen próbáld ki ezt az eszközünket. Emeld el a tollat a papírtól, a kis mágnes megtartja ebben a helyzetben. Lengesd meg az ingákat, mind a kettőt. Amikor már szépen, egyenletesen lengenek, kis pöccintéssel a papírra juttathatod a tollat, amely különleges, folyamatos görbe vonalból álló ábrát rajzol – ilyet kézzel nemigen tudnál. Az ingák végpontjai, s ennek következtében a toll és a papír is közelítőleg harmonikus rezgőmozgást végeznek. (Hasonló mozgást végez egy rugóra akasztott test is, ha kicsit megnyújtjuk a rugót, majd elengedjük.) Először gondoljuk végig, milyen ábra keletkezik két, egymásra merőleges harmonikus rezgés összekapcsolásából különböző esetekben. Ha a rezgésidők megegyeznek, akkor általában ellipszist kapunk. Amennyiben a két rezgésidő eltér egymástól, de arányuk egész számokkal fejezhető ki (1:2, 2:3, stb.), akkor kapjuk az érdekes, úgynevezett Lissajous-görbéket. (Az elnevezés Jules Antoine Lissajous 19. századi francia fizikusra utal, aki sokat foglalkozott ezek vizsgálatával.) Az ingákat itt úgy alakítottuk ki, hogy ezek lengésideje eltér egymástól, de csak kevéssel, ezért nem ilyen görbéket kapunk, hanem folyamatosan változó alakú és irányú ellipsziseket.
A súrlódás miatt az ingák kitérése folyamatosan csökken, ezért az ellipszisek mérete is csökken, s így egyre változó irányú és csökkenő méretű ellipszisek finom hálóját rajzolja meg nekünk az Alkotó inga. A különböző rezgések és hullámok tanulmányozása népszerű volt a 19. századi fizikusok körében. Ennek része volt az is, amikor több rezgés összekapcsolódását, egymásra rakódását vizsgálták speciális, erre a célra kifejlesztett eszközökkel. Itt meg kell említeni a kiváló magyar tudós, Jedlik Ányos nevét is, akinek legfontosabb találmányai ugyan az elektromotor és a dinamó voltak, de a rezgés- és hullámtan terén is maradandót alkotott. 1872-ben bemutatott, az egymásra merőleges rezgések, illetve a már említett Lissajous-ábrák szemléltetésére alkalmas eszköze a kor mechanikai csúcsteljesítményei közé tartozott. Hasonló rajzoló eszközt otthon is készíthetsz. Legegyszerűbb talán, ha a papírlapot egy homokkal megtöltött, nagyobb méretű, fedeles műanyag doboz tetejére rögzíted. A dobozt a négy sarkánál egy-egy madzaggal függeszd fel egy háromlábú állványra, majd hozd a dobozt lassú körkörös lengésbe! Ha ráhelyezel függőlegesen egy tollat, szép ábrákat kaphatsz!
|
|