진자 파동
진자 한 줄이 가로대 하나에 매달려 있습니다. 각 진자는 앞의 것보다 조금 짧아서 조금 더 빨리 흔들립니다. 함께 놓으세요. 진자들은 나아가는 파동으로 어긋나고, 이어서 두 줄, 세 무리가 되었다가 돌아오며, 한 사이클이 지나면 모두 다시 발맞춰 흔들립니다. 그림을 끌면 다른 쪽에서 볼 수 있습니다. 각 진자는 앞의 것보다 조금 짧아서, 늘어선 진자들이 파동과 줄과 무리로 어긋나다가 사이클이 끝나면 다시 발맞춰 흔들립니다. 시간을 밀면 아무 순간으로 건너뛸 수 있습니다.
작동 원리
- 이 페이지를 여세요. 진자 15개가 이미 흔들리고 있습니다. 처음에는 하나처럼 움직이다가, 곧 파동이 시작됩니다.
- 시간을 밀어 사이클의 아무 순간으로 옮기세요. 사이클의 절반에서는 구슬이 두 줄을 이루고, 3분의 1에서는 세 무리가 됩니다. 그림을 끌면 다른 쪽에서 볼 수 있습니다.
- 진자 수, 사이클, 왕복 수를 맞춰 나만의 파동을 만드세요. 소리를 켜고 왕복 하나하나를 들어 보세요. 그런 다음 PNG를 저장하세요.
사이클마다 한 번 더 왕복
각 진자는 한 사이클 동안 앞의 진자보다 한 번 더 왕복합니다. 클래식 구성에서는 가장 긴 진자가 60초에 51번, 다음 진자가 52번, 가장 짧은 진자가 65번 왕복합니다. 60초가 지나면 모든 진자가 정수 번의 왕복을 마치므로, 모두 다시 한 줄로 맞춰집니다.
길이가 리듬을 정하는 이유
진자가 작게 한 번 왕복하는 데는 2π√(L/g)초가 걸립니다. 중요한 것은 길이와 중력뿐이고, 구슬의 무게는 상관없으며, 작게 흔들릴 때는 얼마나 멀리 흔들리는지도 상관없습니다. 실이 짧을수록 빨리 흔들립니다. 4분의 1 더 빨리 흔들리는 진자에는 약 3분의 2 길이의 실이 필요합니다.
파동, 줄, 무리
진자들은 왕복할 때마다 서로 조금씩 더 어긋납니다. 나란히 보면 줄을 따라 달리는 파동처럼 보입니다. 사이클의 절반에서는 진자가 하나 걸러 하나씩 반 왕복 앞서 있어서, 구슬이 두 줄로 섭니다. 사이클의 3분의 1에서는 세 무리로, 4분의 1에서는 네 무리로 나뉩니다. 패턴이 나타나면 정보 패널이 그 이름을 알려 줍니다.
자주 묻는 질문
진자들은 왜 다시 한 줄로 맞춰지나요?
한 사이클 동안 각 진자는 정수 번 왕복합니다. 51번, 52번, 이렇게 65번까지입니다. 사이클이 끝나면 모두 같은 순간에 처음 자리로 돌아옵니다.
실의 길이는 얼마인가요?
60초에 51번에서 65번 왕복하는 클래식 파동에서는 가장 긴 실이 약 34 cm, 가장 짧은 실이 약 21 cm입니다. 사이클과 왕복 수가 길이를 바꾸며, 그림은 그에 맞게 크기가 조절됩니다.
크게 흔들면 패턴이 바뀌나요?
크게 흔들리면 작게 흔들릴 때보다 조금 더 오래 걸립니다. 시뮬레이션은 고른 각도에 맞춰 각 길이를 정하므로, 사이클은 그래도 닫힙니다. 실제 진자 파동도 같은 이유로 작은 각도에서 놓습니다.
마찰은 무엇을 하나요?
공기 저항입니다. 흔들림은 작아지지만 타이밍은 거의 변하지 않으므로, 패턴은 흐트러지지 않고 옅어집니다. 마찰이 0이면 파동은 계속됩니다.
무언가 업로드되나요?
아니요. 진자는 브라우저의 캔버스에 그려집니다. 저장은 PNG를 받습니다. 편집은 그 이미지를 PictorX 편집기에서 엽니다.
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