Slinger - online puzzels

Slinger (natuurkunde)

Een slinger bestaat uit een massa opgehangen aan het uiteinde van een koord of een staaf die aan de bovenzijde vrij draaibaar is. Als de massa opzij getrokken wordt en daarna losgelaten, zal de massa heen en weer bewegen onder invloed van de zwaartekracht. De massa passeert daarbij telkens het centrale, laagste punt.

Er zijn ook slingers die niet van de zwaartekracht als terugdrijvende kracht gebruikmaken. Zo bestaat een torsieslinger uit een massa die aan een (fijne) draad, de torsiedraad, bevestigd is en door verdraaiing een torsiekracht in de draad veroorzaakt die als terugdrijvende kracht fungeert. Een torsieslinger werkt ook buiten een zwaartekrachtsveld. Een metronoom is een soort omgekeerde slinger – de massa zit hier aan de bovenkant van de staaf – die een veer gebruikt om de terugdrijvende kracht te leveren.

Galileo Galilei ontdekte dat een slinger een regelmatige periodieke beweging uitvoert, waarmee de tijd gemeten zou kunnen worden, als in een klok. Dit leidde tot de uitvinding van het slingeruurwerk door Christiaan Huygens. De grootte van de massa aan het uiteinde van de slinger is niet van invloed op de periode of de slingertijd.

Bij kleine verplaatsingen van de massa kan de beweging van een slinger wiskundig beschreven worden als een eenvoudige harmonische beweging. Dit komt doordat dan de uitwijking vrijwel evenredig is met de terugdrijvende kracht, overeenkomstig de Wet van Hooke voor een veer. Werkelijke slingers hebben echter geen oneindig kleine verplaatsingen en zijn daardoor enigszins niet-lineair. Huygens toonde aan dat een ideale slinger niet volgens een cirkel moet bewegen, maar langs een cycloïde (zie Tautochrone kromme). Ook zullen niet-ideale slingers energie verliezen, zodat ze een gedempte trilling uitvoeren.