擺鐘的工作原理是?

2022-11-14 06:17

3個(gè)回答
自擺鐘的工作原理
擺鐘是利用擺錘的周期性振動(dòng)(擺動(dòng))過(guò)程來(lái)計(jì)量時(shí)間,時(shí)間=擺的振動(dòng)周期×振動(dòng)次數(shù)。而擺的振動(dòng)周期
T=2π(l/g)^0.5
一般來(lái)說(shuō),擺的重量是確定的,調(diào)節(jié)擺的引用長(zhǎng)度(l)即可調(diào)整擺的振動(dòng)周期。擺的引用長(zhǎng)度減短,時(shí)鐘變快;反之則變慢。對(duì)精密擺鐘,也有用附加重物法來(lái)微調(diào)擺的振動(dòng)周期。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(huì)發(fā)生變化從而影響其振動(dòng)周期。擺鐘放置在不同溫度和氣壓的環(huán)境中,也會(huì)引起振動(dòng)周期的變化。溫度變化會(huì)引起擺的各部分尺寸包括擺的引用長(zhǎng)度的變化。一般是溫度升高,擺脹長(zhǎng)而鐘變慢;反之則擺縮短而鐘變快。因此,精密擺鐘常用不同的線(xiàn)脹系數(shù)的材料制成溫度補(bǔ)償管,以補(bǔ)償溫度影響。氣壓的變化會(huì)引起空氣阻力和空氣密度的變化,從而引起振動(dòng)周期的變化。因此,精密的擺鐘常將擺安裝在恒壓的殼體中,以消除氣壓影響。
擺的振動(dòng)幅度影響到鐘的等時(shí)性。振幅愈小,振幅變化所造成的日差(見(jiàn)鐘表日差)變化愈小,即等時(shí)性愈好,因而精密擺鐘常采用長(zhǎng)擺桿小擺幅。但是,小擺幅對(duì)外界來(lái)的震動(dòng)和撞擊很敏感,因而對(duì)安裝環(huán)境要求很高。擺鐘的走時(shí)日差一般可以達(dá)到20秒/天以?xún)?nèi),精密擺鐘達(dá)千分之幾秒。
擺動(dòng)的鐘擺是靠重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化來(lái)擺動(dòng)的,簡(jiǎn)單的說(shuō),如果你把鐘擺拉高,由于重力影響它會(huì)往下擺,而到達(dá)最低位置后它具有一個(gè)速度,不可能直接停在那(就好象剎車(chē)不能一下子停一樣),它會(huì)繼續(xù)沖過(guò)最低位置,而擺至最高位置就往回?cái)[是因?yàn)橹亓κ顾鼫p速直到0,然后向回?cái)[(就象往天上仍東西,它會(huì)在上升中減速到0,然后落下)。如此往復(fù),就不停的擺動(dòng)了。
按照上述,鐘擺可以永遠(yuǎn)擺下去,但由于阻力存在,它會(huì)擺動(dòng)逐漸減小,最后停止.所以要用發(fā)條來(lái)提供能量使其擺動(dòng)。
  擺鐘的原理是單擺定律。
  單擺是能夠產(chǎn)生往復(fù)擺動(dòng)的一種裝置,將無(wú)重細(xì)桿或不可伸長(zhǎng)的細(xì)柔繩一端懸于重力場(chǎng)內(nèi)一定點(diǎn),另一端固結(jié)一個(gè)重小球,就構(gòu)成單擺。若小球只限于鉛直平面內(nèi)擺動(dòng),則為平面單擺,若小球擺動(dòng)不限于鉛直平面,則為球面單擺。
  單擺運(yùn)動(dòng)近似的周期公式:T=2π√(L/g).其中L指擺長(zhǎng),g是當(dāng)?shù)刂亓铀俣取?/div>
自擺鐘的工作原理
擺鐘是利用擺錘的周期性振動(dòng)(擺動(dòng))過(guò)程來(lái)計(jì)量時(shí)間,時(shí)間=擺的振動(dòng)周期×振動(dòng)次數(shù)。而擺的振動(dòng)周期
T=2π(l/g)^0.5
一般來(lái)說(shuō),擺的重量是確定的,調(diào)節(jié)擺的引用長(zhǎng)度(l)即可調(diào)整擺的振動(dòng)周期。擺的引用長(zhǎng)度減短,時(shí)鐘變快;反之則變慢。對(duì)精密擺鐘,也有用附加重物法來(lái)微調(diào)擺的振動(dòng)周期。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(huì)發(fā)生變化從而影響其振動(dòng)周期。擺鐘放置在不同溫度和氣壓的環(huán)境中,也會(huì)引起振動(dòng)周期的變化。溫度變化會(huì)引起擺的各部分尺寸包括擺的引用長(zhǎng)度的變化。一般是溫度升高,擺脹長(zhǎng)而鐘變慢;反之則擺縮短而鐘變快。因此,精密擺鐘常用不同的線(xiàn)脹系數(shù)的材料制成溫度補(bǔ)償管,以補(bǔ)償溫度影響。氣壓的變化會(huì)引起空氣阻力和空氣密度的變化,從而引起振動(dòng)周期的變化。因此,精密的擺鐘常將擺安裝在恒壓的殼體中,以消除氣壓影響。
擺的振動(dòng)幅度影響到鐘的等時(shí)性。振幅愈小,振幅變化所造成的日差(見(jiàn)鐘表日差)變化愈小,即等時(shí)性愈好,因而精密擺鐘常采用長(zhǎng)擺桿小擺幅。但是,小擺幅對(duì)外界來(lái)的震動(dòng)和撞擊很敏感,因而對(duì)安裝環(huán)境要求很高。擺鐘的走時(shí)日差一般可以達(dá)到20秒/天以?xún)?nèi),精密擺鐘達(dá)千分之幾秒。
擺動(dòng)的鐘擺是靠重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化來(lái)擺動(dòng)的,簡(jiǎn)單的說(shuō),如果你把鐘擺拉高,由于重力影響它會(huì)往下擺,而到達(dá)最低位置后它具有一個(gè)速度,不可能直接停在那(就好象剎車(chē)不能一下子停一樣),它會(huì)繼續(xù)沖過(guò)最低位置,而擺至最高位置就往回?cái)[是因?yàn)橹亓κ顾鼫p速直到0,然后向回?cái)[(就象往天上仍東西,它會(huì)在上升中減速到0,然后落下)。如此往復(fù),就不停的擺動(dòng)了。
按照上述,鐘擺可以永遠(yuǎn)擺下去,但由于阻力存在,它會(huì)擺動(dòng)逐漸減小,最后停止.所以要用發(fā)條來(lái)提供能量使其擺動(dòng)。
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