Her får du pendeloppgaver med forklaringer som passer Fysikk 2. Målet er ikke bare å få riktig tall, men å trene på fysikkspråk, enheter og modellforståelse. Prøv først selv, og les deretter løsningsforslaget. Skriv gjerne ned hva som var vanskelig: formelvalg, enheter, graf, energi eller forklaring.
Oppgave 1
En pendel har lengde 1,20 m. Finn perioden når g = 9,81 m/s².
Løsning: Vi antar små utslag og bruker T = 2π√(l/g). T = 2π√(1,20/9,81) ≈ 2,20 s. Perioden er omtrent 2,20 sekunder.
Oppgave 2
En pendel har periode 1,60 s. Finn lengden.
Løsning: Vi bruker l = g(T/(2π))². l = 9,81(1,60/(2π))² ≈ 0,64 m. Lengden er omtrent 64 cm.
Oppgave 3
Forklar hvorfor massen ikke står i periodeformelen.
Løsning: I den ideelle modellen øker både tyngdekraften og tregheten proporsjonalt med massen. Masseleddet kanselleres i bevegelseslikningen. Derfor avhenger perioden av lengden og g, ikke massen.
Hvorfor pendel er viktig i Fysikk 2
En pendel er et enkelt system som viser mange av ideene i mekanikk på en konkret måte. Den består vanligvis av en liten masse som henger i en lett snor eller stang og kan svinge fram og tilbake. Selv om systemet ser enkelt ut, kobler det sammen krefter, energi, bevegelse, periode, frekvens, vinkel, måling og modellering. Derfor er pendel et godt tema for Fysikk 2-elever som skal forstå hvordan en fysisk modell brukes til å beskrive virkeligheten.
I LK20 er det viktig at du ikke bare kan sette inn tall i en formel. Du må også kunne forklare hva modellen bygger på, hvilke forenklinger som gjøres, og når modellen ikke lenger passer. En pendel er perfekt for dette. Når utslaget er lite, kan bevegelsen beskrives omtrent som harmonisk svingning. Da får vi en enkel formel for perioden: T = 2π√(l/g). Formelen viser at perioden avhenger av pendellengden l og tyngdeakselerasjonen g, men ikke direkte av massen. Det er en observasjon mange elever synes er overraskende første gang.
En god ifingo-artikkel om harmoniske svingninger kan derfor brukes sammen med denne teksten: /ressursbank/artikler/harmoniske-svingninger. Du kan også repetere energi og mekanikk i /ressursbank/artikler/bevaring-av-mekanisk-energi og grunnleggende kraftanalyse i /ressursbank/artikler/krefter-i-fysikk-1.
Grunnmodellen: enkel matematisk pendel