生活中有大鐘擺有小鐘擺,可是為什麼大小鐘擺能保持一致

2021-07-31 06:16:44 字數 5403 閱讀 8127

1樓:匿名使用者

蒐集來的擺鐘的原理,與大小無關!

擺鐘的原理

是利用單擺的等時性。正是這種性質可以用來計時。 而單擺的週期公式是:

時間=圓周率的2倍乘以(根號下襬長除以重力加速度) 通過公式以及其推導可以看出來,單擺運動靠的是重力,和繩子的拉力。 而擺動的週期僅僅取決於繩子的擺長和重力加速度。地球重力加速度固定,控制擺長可以調整週期來計時。

[編輯本段]工作原理

擺鐘是利用擺錘的週期性振動(擺動)過程來計量時間,時間=擺的振動週期×振動次數。而擺的振動週期 t=2π(l/r)^0.5

一般來說,擺的重量是確定的,調節擺的引用長度(l)即可調整擺的振動週期。擺的引用長度減短,時鐘變快;反之則變慢。對精密擺鐘,也有用附加重物法來微調擺的振動週期。

擺鐘放置在不同的地理位置(不同的地球緯度和海拔高度)中,擺錘的重力加速度會發生變化從而影響其振動週期。擺鐘放置在不同溫度和氣壓的環境中,也會引起振動週期的變化。溫度變化會引起擺的各部分尺寸包括擺的引用長度的變化。

一般是溫度升高,擺脹長而鍾變慢;反之則擺縮短而鍾變快。因此,精密擺鐘常用不同的線脹係數的材料製成溫度補償管,以補償溫度影響。氣壓的變化會引起空氣阻力和空氣密度的變化,從而引起振動週期的變化。

因此,精密的擺鐘常將擺安裝在恆壓的殼體中,以消除氣壓影響。

擺的振動幅度影響到鐘的等時性。振幅愈小,振幅變化所造成的日差(見鐘錶日差)變化愈小,即等時性愈好,因而精密擺鐘常採用長擺杆小擺幅。但是,小擺幅對外界來的震動和撞擊很敏感,因而對安裝環境要求很高。

擺鐘的走時日差一般可以達到20秒/天以內,精密擺鐘達千分之幾秒。

擺鐘是機械鐘。有的石英電子鐘雖然也裝有擺錘或扭擺,但只起裝飾作用

[編輯本段]天文擺鐘

astronomical clock

利用擺的機械振盪產生穩定頻率,以此作為頻率標準制成的計時儀器。16世紀中葉c.惠更斯根據伽利略發現的擺的等時性原理,發明了擺鐘。

擺鐘是天文觀測中的計時工具,也是時間服務中的守時工具。早期擺鐘的走時誤差約每天0.1秒;經過不斷改進,到20世紀20年代誤差約每天幾毫秒,當時的天文學家曾依據天文擺鐘指示的相對均勻的時間發現了地球自轉的不均勻性。

當鐘擺在一定的幅度內擺動時,其週期只與擺長有關,擺長隨溫度的變化給走時帶來誤差。克服這一缺陷的途徑在於穩定擺杆的長度,採取的措施有:擺杆用溫度係數小的材料(如銦鋼、石英等)製造或用兩種膨脹係數不同的金屬(如黃銅和鋼)熔合在一起以補償溫度變化,而且將鍾安放在恆溫室內 ,罩入真空罩中 ,實行鐘體(母鐘)與鐘面(子鍾)分離,由母鐘控制子鍾指示時刻。

20世紀50年代初期,天文擺鐘已完全由精度更高的石英鐘取代。

參考資料:http://baike.baidu.com/view/335560.htm

2樓:匿名使用者

擺的週期只和擺線的長度有關。

鐘擺為什麼可以一直襬?什麼原理?詳細點。 30

3樓:投機士

一個鐘擺,一會兒

朝左,一會兒朝右,周而復始,來回擺動。鐘擺總是圍繞著一箇中心值在一定範圍內作有規律的擺動,所以被冠名為鐘擺理論。

擺是一種實驗儀器,可用來展現種種力學現象。最基本的擺由一條繩或竿,和一個錘組成。錘系在繩的下方,繩的另一端固定。當推動擺時,錘來回移動。擺可以作一個計時器。

垂直平面的線的交角,θ0為θ的最大值,m為錘的質量, 表示角度加速度。忽略空氣阻力以及繩的彈性、重量的影響:

錘速率最高是在θ = 0時。當錘升到最高點,其速率為0。繩的張力沒有對錘做功,整個過程中動能和位能的和不變。 運動方程為: 注意不論θ的值為何,運動週期和錘的質量無關。

當θ相當小的時候,,因此可得到一條齊次常係數微分方程。此為一簡諧運動,週期。

4樓:寧水清無魚

這裡面兩個原理圖可以為你解惑,動力應該是來自發條,圖裡面畫的是重力……

5樓:匿名使用者

鐘擺不可以一直襬,根據單擺的原理制 成的,左右擺動,通過一系列齒輪的作用 ,使指標以均勻的速度轉動。就像一些玩具要上發條才能動一樣

6樓:匿名使用者

揮杆其實就是一個鐘擺,區別在於鐘擺自由下落,而揮杆由人體控制,複雜之處是揮杆由兩個鐘擺構成,即大鐘擺(左手臂)(即為什麼總是要我們的手臂伸直)帶小鐘擺(球杆),支點是左肩膀,而軸心位於前胸內靠近脊椎某處(即為什麼要保持上半身沿脊椎方向不要水平移動並沿此軸轉動),支點(肩膀)與大鐘擺(手臂),大鐘擺(手臂)與小鐘擺(球杆),由鉸鏈連線,左肩頭和左手腕.困難之處在於揮杆的大鐘擺—手臂由兩節構成,大臂和小臂,多出一個可動的肘關節(這是此項運動違反人體自然生理結構的其中之一處),據說僅有一位英國前pga球員,使用三節鐘擺揮杆,大臂,小臂與球杆,此兄曾多次獲得過冠軍,名字叫不出了.切勿模仿此兄,及難掌握.

先來看一個真實的大小鐘擺,拉住小鐘擺末端(杆頭)至軸心水平處, 然後釋放,會看到在重力的作用下大小鐘擺的結合處(手腕處)最先加速下落,小鐘擺滯後,落至某處小鐘擺末端才會超過此結合處成為最低點,至於在幾分之幾處,琢磨沒仔細琢磨過,當結合處接近最低點時,結合處便開始減速,而此時小鐘擺則加速通過最低點,當小鐘擺末端(杆頭)通過最低點時,結合處正處於垂直線上,,此時小鐘擺末端速度最大,而小鐘擺末端與結合處的加速度均為零(即手腕的釋放,也有人稱為剎車), 在加速度為零的前一瞬間,加速度則達到最大,重力因素,此後大小鐘擺開始作減速運動(收杆).

因而,通常所說的擊球距離遠近取決於杆頭速度是一悖論,不信誰跟你說的你就讓誰抓緊了杆掄到最快看看球能跑多遠,正解應為,在擊球瞬間之前,將杆頭加速度加到最大,然後釋放,將加速度迅即減為零,在擊球瞬間手腕應為靜止不動的,不可平行移動,此時只有鬆杆才能將所獲得的加速度完全釋放出去,球就像被彈出去一般,即為什麼一定要把手腕鬆掉.

7樓:雨落慕尼黑

能量轉化啊;

重力-動力-重力-動力,無限迴圈。

當然,這只是理想情況下,因為現實中有空氣阻力,所以必有能量損失,不可能無限迴圈下去的。

8樓:風之品天

好像是重力原理! 還有它的上面的結構!

9樓:匿名使用者

我也不知道你自己查查吧

10樓:匿名使用者

接">網頁連結

擒縱器的結構就是讓它的兩個腳在鍾

擺或擺輪的帶動下輪流卡住棘齒輪,讓它每次只能轉動一個很小的角度,這樣,時鐘的齒輪轉動速度就受到擺的擺動週期所控制,調整擺的擺動週期,可以讓鐘錶內帶動秒針的齒輪準確的每秒轉動1/60周。正是擒縱器的工作,它其中的一個腳的形狀使它在離開棘齒時,會被棘齒推動一下,這點推動的力量,反過來傳遞給鐘擺或擺輪,補充擺在擺動過程中因摩擦等損失的能量,維繫其正常不斷地擺動下去,給我們準確報時。

在鐘擺實驗中為什麼鐘擺的幅度不影響鐘擺的頻率?

11樓:

樓主你的問題只有在擺角小於5度時才成立!

12樓:匿名使用者

t=2倍的圓周率*根號下的擺長/g

13樓:匿名使用者

物理書裡說是擺角小於10度的時候

為什麼鐘擺可以擺好長時間都不停,而拿繩子加重物幾秒就停

14樓:記憶廢墟

以目前的技術和理論,永動機是不存在的。

鐘擺擺好長時間都不停,他在擺動過程中損失的能量都有東西補充回來的,方式比較多,有機械的就是發條,也有用磁鐵的等等,你可以在有些商店看到有些小裝飾品,下面也有個擺,而且擺動時間也很長,看下背面就明白了。

不光繩子加重物幾秒就停,這種簡易單擺基本上都是幾秒停,空氣阻力和摩擦力導致能量損耗。

15樓:匿名使用者

鐘擺zhōng bǎi

時鐘機件的一部分,是根據單擺的原理製成的,左右擺動,通過一系列齒輪的作用,使指標以均勻的速度轉動。

單擺由一根不可伸長、質量不計的繩子,上端固定,下端系一質點,的裝置叫做單擺。單擺在擺角小於10°的條件下振動時,可近似認為是簡諧運動。單擺週期公式:t=2π[l/g].

*為開方。

單擺****** pendulum

質點振動系統的一種,是最簡單的擺。繞一個懸點來回擺動的物體,都稱為擺,但其週期一般和物體的形狀、大小及密度的分佈有關。但若把尺寸很小的質塊懸於一端固定的長度為 l且不能伸長的細繩上,把質塊拉離平衡位置,使細繩和過懸點鉛垂線所 成角度小於5°,放手後質塊往復振動,可視為質點的振動,其週期 t只和l和當地的重力加速度g有關,即 而和質塊的質量 、形狀和振幅的大小都無關係,其運動狀態可用簡諧振動公式表示,稱為單擺或數學擺 。

如果振動的角度大於 5°,則振動的週期將隨振幅的增加而變大,就不成為單擺了。如擺球的尺寸相當大,繩的質量不能忽略,就成為復擺(物理擺),週期就和擺球的尺寸有關了。首先由牛頓力學,單擺的運動可作如下描述:

單擺受到的重力矩為:

m = - m * g * l * sin x.

其中m為質量,g是重力加速度,l是擺長,x是擺角。

我們希望得到擺角x的關於時間的函式,來描述單擺運動。由力矩與角加速度的關係不難得到,

m = j * β.

其中j = m * l^2是單擺的轉動慣量,β = x''(擺角關於時間的2階導數)是角加速度。

於是化簡得到

x'' * l = - g * sin x.

我們對上式適當地選擇比例係數,就可以把常數l與g約去,再移項就得到化簡了的運動方程

x'' + sin x = 0.

因為單擺的運動方程(微分方程)是

x'' + sin x = 0…………(1)

而標準的簡諧振動(如彈簧振子)則是

x'' + x = 0………………(2)

我們知道(1)式是一個非線性微分方程,而(2)式是一個線性微分方程。所以嚴格地說上面的(1)式描述的單擺的運動並不是簡諧運動。

不過,在x比較小時,近似地有sin x ≈ x。(這裡取的是弧度制。即當x -> 0時有sin x / x = o(1)。

)因而此時(1)式就變為(2)式,單擺的非線性的運動被線性地近似為簡諧運動。

然後說一下為什麼是5°。由於sin x ≈ x這個近似公式只在角度比較小的時候成立(這一個可以從正弦函式的在原點附近的圖象近似看出),所以只有在小角度下(1)式化作(2)式才是合理的。

事實上5°≈0.087266弧度,sin 5°≈0.087155,二者相差只有千分之一點幾,是十分接近的。

在低精度的實驗中,這種系統誤差可以忽略不計(因為實驗操作中的偶然誤差就比它大)。但如果換成25°,誤差高達百分之三,就不宜再看成是簡諧振動了。

由於正弦函式的性質,這個近似是角度越小,越精確,角度越大越不精確。如果角度很大(比如60度處,誤差高達17%),就完全不能說它是簡諧振動了。

伽利略第一個發現擺的振動的等時性,並用實驗求得單擺的週期隨長度的二次方根而變動。惠更斯製成了第一個擺鐘。單擺不僅是準確測定時間的儀器

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