大家好,今天给各位分享钟摆摆动一次的时间的一些知识,其中也会对钟摆运动怎么做进行解释,文章篇幅可能偏长,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在就马上开始吧!
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一、伽利略为什么会在摆动的实验中发现了等时性
1、摆摆动的快慢与摆线的长短有关,摆摆动的快慢与摆锤的重量和摆幅无关。
2、摆线越长,摆摆动的就越慢.反之,摆摆动的就越快。同一个摆,单位时间内摆动的次数是不变的.摆动的快慢也是一定的,前提是同一个摆。
3、伽利略对摆动的探究,著名物理学家伽利略在比萨大学读书时,对摆动规律的探究,是他之一个重要的科学发现,有一次他发现教堂上的吊灯因为风吹而不停地摆动.尽管吊灯的摆动幅度越来越小,但每一次摆动的时间似乎相等。
4、通过进一步的观察,伽利略发现:不论摆动的幅度大些还是小些,完成一次摆动的时间(即摆动周期)是一样的.这在物理学中叫做“摆的等时性原理”。
5、各种机械摆钟都是根据这个原理 *** 的。后来,伽利略又把不同质量的铁块系在绳端作摆锤进行实验.他发现,只要用同一条摆绳,摆动周期并不随摆锤质量的影响.随后,伽利略用相同的摆锤,用不同的绳长做实验,最后得出结论:摆绳越长,往复摆动一次的时间(即摆动周期)就越长。
6、皮亚杰的钟摆实验室要求儿童得出影响钟摆速率的因素。被试者中包括幼儿、小学生和中学生。演示钟摆运动后,向被试者提供几种条件:
7、皮亚杰钟摆实验形式运算阶段的少年儿童,面对问题,经过思考,先提出几种可能影响钟摆运动速率的因素:一是摆锤的重量,二是吊绳的长度,三是钟摆下落点的高度,四是最初起动力的大小。
8、然后通过实验一一验证了这4个因素各自的影响作用(每次只改变一个因素,其他因素不变),结果得出了只有绳长改变才能影响钟摆运动的正确结论。
9、参考资料来源:百度百科-钟摆实验
二、机械摆钟是怎么计时的
1、钟摆的摆动,秋千的荡动,心脏的跳动,小鸟飞开引起的树枝颤动等等,都是围绕一个中心位置不断地往复运动,这种运动叫振动。
2、用一根细线把小钢球悬挂起来,这叫单摆,是最简单的振动系统。如:将小球稍微推离平衡位置,然后放手,它就开始摆动。假如没有空气阻力,小球将一直摆动下去,永不停止,这种运动叫无阻尼振动。实际上由于空气阻力,小球最终要停止在平衡位置上。
3、仔细观察摆动过程,可以发现小球来回摆动一次所需的时间总是一样的,这是单摆的等时性。这个时间称为振动的周期。一秒钟内物体振动的次数叫振动的频率,单位是赫兹,如一秒钟内完成10次振动,它的频率是10赫兹,一次振动所用时间为1/10秒,周期就是1/10秒。
4、小球摆动时偏离平衡位置的更大距离叫振幅。实验表明,单摆的周期取决于悬挂小球的细线长度,与小球质量、摆动振幅无关。
5、单摆的振动是最简单的,实际的振动现象要复杂得多,不仅有机械振动,还有电磁振动、原子振动、它们都遵循相同的振动规律。
三、钟摆的摆动是什么运动
1、一个钟摆,一会儿朝左,一会儿朝右,周而复始,来回摆动。钟摆总是围绕着一个中心值在一定范围内作有规律的摆动,所以被冠名为钟摆理论。
2、摆是一种实验仪器,可用来展现种种力学现象。最基本的摆由一条绳或竿,和一个锤组成。锤系在绳的下方,绳的另一端固定。当推动摆时,锤来回移动。摆可以作一个计时器。
3、垂直平面的线的交角,θ0为θ的更大值,m为锤的质量,a表示角度加速度。忽略空气阻力以及绳的弹性、重量的影响:
4、锤速率更高是在θ=0时。当锤升到更高点,其速率为0。绳的张力没有对锤做功,整个过程中动能和位能的和不变。运动方程为:注意不论θ的值为何,运动周期和锤的质量无关。
5、当θ相当小的时候,可得到一条齐次常系数微分方程,此为一简谐运动。
6、准确的运动周期不可以用基础函数求得。
7、凯特可倒摆是由英国科学家Kater在1818年提出来测量重力加速度的工具。它比单摆准确。
8、在一根长杆上有一些重物。杆上有两个刀口,分别在重心两边。设两个刀口距离重心为h1,h2。分别以两个刀口为支点进行微角度简谐运动,考虑力距,可以计算得摆动周期T1,T2有以下关系:
9、若调整重物的位置,使得T1=T2,便可以很简单地透过实验计算出g的值。
四、机械摆钟的钟摆一分钟摆动多少次
1、机械摆钟有两个发条动力源,一个为走时动力源,一个为报时动力源。走时齿轮带动时针、分针显示时间。报时齿轮带动钟锤敲打盘条报时。
2、由于发条动力有初始力量较大而末尾力量较小因而齿轮速度就有变化造成,计时了误差。为了克服这个问题采用了钟摆限制计时齿轮的走时速度,这样方案很精确,并且发展到手表中的摆轮。
3、以摆作为振动系统的钟。通常都带有报时功能,所以又称自鸣钟。1582~1583年,意大利物理学家和天文学家伽利略发现了摆的等时性。
4、1657年,荷兰物理学家和天文学家克里斯蒂安.惠更斯利用摆的等时性原理发明了摆钟。后经不断改进,沿用至今。摆钟可根据用途和要求制成座钟、挂钟、落地钟、子母钟的母钟、天文钟等型式。
5、摆钟的报时方式通常为机械打点报时,也有用电子扩音报时的。近代帝王宫廷中使用的摆钟,常附有一套机械传动机构,以精工 *** 的人物、山水、飞禽、走兽等活动形象进行报时。
6、参考资料来源:人民网―怎样数出时间的脚步?人类走过不平坦道路
五、钟摆的工作原理
摆钟是利用摆锤的周期性振动(摆动)过程来计量时间,时间=摆的振动周期×振动次数。而摆的振动周期 T=2π(l/g)^0.5。
一般来说,摆的重量是确定的,调节摆的引用长度(l)即可调整摆的振动周期。摆的引用长度减短,时钟变快;反之则变慢。对精密摆钟,也有用附加重物法来微调摆的振动周期。
摆钟放置在不同的地理位置(不同的地球纬度和海拔高度)中,摆锤的重力加速度会发生变化从而影响其振动周期。摆钟放置在不同温度和气压的环境中,也会引起振动周期的变化。温度变化会引起摆的各部分尺寸包括摆的引用长度的变化。
一般是温度升高,摆胀长而钟变慢;反之则摆缩短而钟变快。因此,精密摆钟常用不同的线胀系数的材料制成温度补偿管,以补偿温度影响。气压的变化会引起空气阻力和空气密度的变化,从而引起振动周期的变化。因此,精密的摆钟常将摆安装在恒压的壳体中,以消除气压影响。
摆的振动幅度影响到钟的等时性。振幅愈小,振幅变化所造成的日差(见钟表日差)变化愈小,即等时性愈好,因而精密摆钟常采用长摆杆小摆幅。但是,小摆幅对外界来的震动和撞击很敏感,因而对安装环境要求很高。摆钟的走时日差一般可以达到20秒/天以内,精密摆钟达千分之几秒。
摆钟是机械钟。有的石英电子钟虽然也装有摆锤或扭摆,但只起装饰作用。
摆钟的结构大体上可分为走时部分、打点部分、指针部分和打点控制部分。
由头轮(即条盒轮,内装发条)、二轮、三轮(中心轮)、四轮、擒纵轮、擒纵叉、摆锤等组成。
由打点条盒轮、打点二轮、打点三轮、打点四轮,打点五轮及风轮组成。
由分轮、跨轮和时轮组成。结构原理与闹钟基本相同。
摆钟每隔半小时打点一次,整点敲击的次数必须与时针指示的时刻相同,因此,它的打点必须由走时来控制。在走时和打点之间有一个具有控制打点次数的机构,它由二角凸轮、十二角凸轮、扇形齿、抬闸杠杆、开关杠杆、拨齿凸轮等组成
参考资料来源:百度百科-摆钟-工作原理
六、钟摆一秒摆动多少次
1、先准备好秒表、细绳、支架、燕尾夹、软尺、螺帽。
2、用细绳和螺帽 *** 一个“简易摆”,用燕尾夹夹住细绳,确定摆的支点,分别观测绳长(支点到摆上端的距离)40厘米和20厘米时,该“简易摆”摆动10次所需要的时间。先把摆绳调整40CM。
3、绳长40CM,往返摆动10次,需13秒。
5、绳长为20CM,一样10往复,摆动10次需要9秒。
6、根据之前反复实验获得的数据,确定钟摆{1秒摆动1次}的绳长在20厘米和40厘米之间,选择靠近20厘米进行研究,不断调整摆绳的长度,直到摆动频率达到1秒摆动1次。调整摆长为28CM,摆动10次需要10.7秒。通过实验,钟摆(1秒钟摆动1次)摆长在25厘米左右。
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