Mach pendúlaröð

Pendúlar eru einföld en þó merkileg fyrirbæri. Hugtakið pendúll merkir í raun bara hlutur sem hangir og getur sveiflast.

Pendúlar eru gagnlegir vegna þess hve áreiðanleg sveifla þeirra er. Pendúll með ákveðna lengd sveiflast fram og til baka á ákveðnum tíma (sveiflutíma sínum). Þyngd hans eða massi breytir sveiflutímanum ekkert, og útslagið svo lítið að það mælist ekki nema með nákvæmum mælitækjum. Stuttir pendúlar hafa styttri sveiflutíma en langir en þannig má nota pendúla til þess að stjórna tifhraða klukku.

Mislangir pendúlar

Ef við hengjum upp tvo mislanga pendúla og sveiflum þeim af stað á sama tíma mun sá styttri því stinga þann lengri af. Hins vegar munu þeir einstaka sinnum ná að slá aftur í takt þegar sá styttri er kominn nákvæmlega heilum fjölda af sveiflum á undan þeim styttri. Með því að setja upp heila lengju af þessum pendúlum og stilla þá rétt má þannig fá ákveðin munstur.

Mach pendúlaröðin er einmitt sett þannig upp. Pendúlarnir í pendúlaröðinni í Vísindasmiðjunni eru alls 17 og stilltir þannig að sá lengsti sveiflast 24 sveiflur á 80 sekúndum. Á sama tíma sveiflast sá næst-lengsti 25 sveiflur, sá þriðji lengsti 26 sveiflur, o.s.frv. Sá stysti sveiflast því 40 sinnum á þessum 80 sekúndum.

Eftir 80 sekúndur hafa allir pendúlarnir því sveiflast heilan fjölda sveiflna og því allir komnir aftur í takt. En á þessum 80 sekúndum gerist þó ýmislegt áhugavert.

Eftir helming tímans (40 sekúndur) hefur sá lengsti sveiflast 12 sinnum, þriðji lengsti hefur sveiflast 13 sinnum, sá fimmti lengsti 14 sinnum, og svo framvegis. Annar hver pendúll verður því í takt! Svipað gerist eftir þriðjung sveiflutímans (27 sekúndur). Þá hefur þriðji hver pendúll sveiflast heilan fjölda sveifla. Sá stysti 8 sveiflur, sá fjórði stysti 9 sveiflur, sá sjöundi stysti 10 sveiflur o.s.frv.

Pendúlklukkur

Klukkur með sem nota pendúla til að halda tíma eru yfirleitt með einhverja leið til að stilla lengd pendúlsins til að tryggja að hún gangi rétt. Ef klukkan gengur of hratt er pendúllinn lengdur, og ef hún gengur of hægt er hann styttur.

Í hvert skipti sem pendúllinn sveiflist til hliðar hleypir hann tannhjóli áfram um eina tönn. Það er hins vegar alltaf einhver núningur í þessu kerfi sem mundi að óbreyttu hægja á pendúlnum og stoppa klukkuna. Yfirleitt er sleppibúnaðurinn því lagaður þannig að tannhjólið (sem er yfirleitt knúið lóðum eða upptrekktri fjöður) ýti lauslega á pendúlinn til að viðhalda hreyfingu hans.

Ef klukkan á að sveiflast lengi án þess að vera stillt, þarf að lengd pendúlsins að vera stillt afar nákvæmlega. Þótt þyngd kólfisins breyti ekki sveiflutímanum má breyta virkri lengd hans með því að bæta litlum massa ofan á kólfinn, en það færir massamiðju hans aðeins upp á við.

Ein frægasta pendúlklukka heims er Big Ben, klukkan í klukkuturni Westminsterhallar, en til að stilla hana af eru litlir peningar lagðir ofarlega á pendúlinn.