Friderika Lavrič, avtor/ica gradiva, nudi inštrukcije fizike v naslednjih krajih: Ljubljana.

Skype Učitelj/ica omogoča inštrukcije tudi prek Skypa.


Nihalo na vijačno vzmet je sestavljeno iz vzmeti in uteži z maso m, pritrjeno na vzmet. V začetku utež miruje v ravnovesni legi. Ko maso premknemo iz ravnovesne lege in nato spustimo, utež zaniha okoli ravnovesne lege.


Najprej si zamislimo, da drsi utež brez trenja po vodoravni podlagi. Na ta način dosežemo, da je sila teže pravokotna na smer gibanja nihala in ne vpliva na nihanje.


V drugem primeri pritrdimo vzmet z utežjo navpično. Sila teže deluje sedaj v smeri gibanja nihala . Ugotoviti moramo, ali se bo zato frekvenca nihanja kaj spremenila.


Vzmetno nihalo na vodoravni podlagi



Zamislimo si maso m, pripeto na vodoravno vzmet, ki brez trenja drsi po vodoravni podlagi. V ravnovesni legi je sila vzmeti enaka nič. Maso izmaknemo iz ravnovesne lege in jo premaknemo do temenskega odmika. Pri premiku opravljamo delo: napenjamo vzmet in damo nihalu prožnostno energijo. Sedaj utež spustmo. Vsa prožnostna energija se v ravnovesni legi pretvori v kinetično energijo. Od tu naprej se vzmet stiska in energija se ponovno pretvori v prožnostno energijo. Proces se ponavlja.


Nihalo na vijačno vzmet



Ko nihalo izmaknemo iz ravnovesne lege (y=0) za temenski odmik, napnemo vzmet. Sila vzmeti deluje v nasprotno smer, kot je bilo naše gibanje. Deluje zaviralno in je zato negativna. Izračunamo jo po Hookovem zakonu




Ko maso spustimo, povzroči sila po II Newtonovem zakonu pospešek:







Oba izraza vstavimo v enačbo (1) in dobimo:




Navpično pritjeno vzmetno nihalo



Nihalo pritrdimo navpično, kot kaže slika. Ali bo navpična lega nihala zaradi teže telesa kaj vplivala na frekvenco nihanja?


Navpično pritrjeno nihalo



Oglejmo si sliko. Neraztegnjeni vzmeti (A) dodamo utež (B). Zaradi sile teže se vzmet raztegne za . To je nova ravnovesna lega. Sila teže mase m in sila vzmeti sta si v tej točki v ravnovesju.




Z dodatno silo roke potegnemo vzmet navzdol za y. Sedaj je sila vzmeti:




Navzdol delujeta še sila teže in dodatna sila . Dokler ne odmaknemo roke, je njihova rezultanta enaka nič:




Sedaj spustimo utež (C). Ker je sedaj sila roke enaka 0, dobimo rezultančno silo:




Z upoštevanjem enačbe (2) dobimo:




Rezultat je enak, kot če bi utež ležala vodoravno, zato se frekvenca ne bo spremenila. Nihalo bo nihalo kot v prvem primeru.


Vijačna vzmet ima kotno hitrost:




frekvenca:




in nihajni čas:





glavni avtor in urednik gradiva: Satcitananda podjetje za proizvodnjo, trgovino in izobraževanje d.o.o., Ljubljana