W celu rozwiązania zadania porównaj liczbę okresów drgań spoczywającego wahadła
w danym czasie
t z liczbą okresów wahadła poruszającego się w górę przez czas t/2
z przyspieszeniem o wartości a oraz przez czas t/2
z opóźnieniem o wartości a.
Dla wahadła matematycznego o długości
l przy małych wychyleniach z położenia równowagi
okres drgań podczas spoczynku wynosi
gdzie g jest wartością przyspieszenia
ziemskiego. Okres drgań tego wahadła podczas ruchu w górę z przyspieszeniem o wartości a wynosi
natomiast podczas ruchu w górę z opóźnieniem o wartości a jest równy
Czas ruchu windy można oznaczyć przez t. Liczba okresów drgań
spoczywającego wahadła w czasie t wynosi:
gdzie
jest pomocniczą wielkością używaną w celu uproszczenia rachunków.
Liczba okresów drgań wahadła poruszającego się w górę z przyspieszeniem o wartości a w czasie t/2 jest równa:
natomiast liczba okresów drgań wahadła poruszającego się w górę z opóźnieniem o wartości a w czasie t/2 wynosi:
Sprawdzając relację między n oraz n
1 + n
2 (porównując lewą i prawą stronę):
Z powyższych rachunków wynika, że liczba drgań wahadła zegara poruszającego się
w windzie była mniejsza niż liczba drgań tego wahadła w takim samym czasie podczas
spoczynku, co oznacza, że zegar poruszający się w opisany sposób w windzie odmierzył
mniej czasu, czyli spóźnił się.