Wahadło matematyczne to punkt materialny zawieszony na nieważkiej i nierozciągliwej nici. Jeśli takie wahadło wytrącimy z równowagi to zacznie poruszać się ono ruchem drgającym pod wpływem siły ciężkości. Ale czy w związku z tym, że żaden rzeczywisty obiekt nie jest punktem, a każda nić ma masę i jest podatna na rozciąganie jest sens rozważać tak wyidealizowany model? Okazuje się, że tak ponieważ wyniki uzyskane dzięki jego zastosowaniu bardzo dobrze opisują układ jakim jest np. metalowa kulka zawieszona na krawieckiej nici o długości znacznej w porównaniu ze średnicą kulki.

W podręcznikach do fizyki można znaleźć szczegółowe obliczenia okresu drgań przeprowadzone dla wahadła matematycznego. Jak wynika z tych obliczeń, a także z pomiarów dla rzeczywistego wahadła jeśli tylko wychylenie z położenia równowagi jest małe (tj. o kilka stopni) okres nie zależy od amplitudy drgań. Dzięki temu takie wahadło przydatne jest do pomiaru czasu co pierwszy zauważył Galileusz, a później wykorzystał do budowy zegara Christiaan Huygens. Okres drgań dla małych wychyleń zmienia się tylko wraz z długością wahadła i wartością przyspieszenia grawitacyjnego co sprawia, że wielkości te połączone ścisłym wzorem czynią wahadło proste przyrządem użytecznym do wyznaczenia przyspieszenia ziemskiego.

A w jaki sposób ciekawie sfotografować wahadło? Jak uchwycić jego ruch? Chcąc, tak jak na pierwszej fotografii w tej galerii pokazać tor zakreślany przez kulkę wahadła wystarczy ustawić czas naświetlania na wartość odpowiadającą np. połowie okresu wahadła, które fotografujemy. Dość szybko można to zrobić metodą prób i błędów. W każdym razie będzie to na tyle długi czas, że wskazanym jest fotografowanie na ciemnym tle aby uniknąć jego prześwietlenia i z użyciem statywu aby uniknąć rozmazania kulki. Dysponując światłem stroboskopowym uda nam się uchwycić na zdjęciu poszczególne etapy ruchu. Z wykorzystaniem takiego światła powstało zdjęcie drugie i trzecie.

Choć początkowo wydaje się inaczej, wahadło jest ciekawym obiektem do fotografowania, a fotografie go ukazujące z pewnością mogą przyczynić się do lepszego zrozumienia fizyki.

Powrót