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物理上的钟摆实验钟摆怎么做

发布时间:2022-09-25 14:51:00

1. 怎么做摆钟

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。
1.走时部分
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。
条盒轮是机芯中最大的轮子,发条装在轮片下面的盒里(以前生产的摆钟大多不带条盒),它是走时部分的能源。二轮、三轮、四轮都是传动轮,其结构由轮轴、轮片,销轮等组成。擒纵轮的结构与上述各轮相同,但它的轮片齿形是斜三角形的尖齿。擒纵叉也叫卡子,它的作用就是把擒纵轮齿接过来,送出去。
摆锤组件包括摆锤、摆杆及挂摆装置。摆锤中间有透孔,摆杆从中通过,下面旋有螺母固定。此装置可以将摆锤升高或降低,从而调节钟的快慢。
2.打点部分
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。在打点三轮上有一个星角轮,当轮系转动时,它使打点轴上的抬止杆不断地抬起落下,打点轴的一端固定着两个打锤,锤头敲击一长一短两根音簧,就发出悦耳的声音。风轮主要是起调节轮系转动速度的作用,使打点声音有一个合适的时间间隔。
3.指针部分
由分轮、跨轮和时轮组成。结构原理与闹钟基本相同。
4.打点控制部分
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。
二角凸轮紧紧固定在走时部分的中心轮轴上,每小时随中心轮转一圈。二角凸轮齿尖半径一长一短,长的打整点用,短的打半点用。十二角凸轮套在时轮管上,每十二个小时转一圈,每小时转过十二角凸轮的一个角。平时抬闸杠杆挡住打点五轮上止钉,使打点机构不能运转。当二角凸轮顺时针方向旋转时,慢慢将抬闸杠杆顶起,抬闸杠杆上端最后将止钉释放(这个过程也叫抬闸),但打点五轮的止钉转过一个角度后,又被开关杠杆的折角挡住,打点机构又停止运转。由于抬闸杠杆抬起的同时,顶起了开关杠杆,开关杠杆原来末端托住扇形齿板现在释放,扇形齿板落下,齿板中段折角落在十二角凸轮的一个角的中部。当二角凸轮将抬闸杠杆推到最高点落下时,开关杠杆挡住打点五轮的止钉部位也同时脱离,打点机构便开始转动。打点三轮上的星角轮拨动抬止杆,带动打锤敲击音簧。紧固在四轮轴上的拨齿凸轮也随着转动,凸轮上的拨销拨动扇形齿板向上运动,直至开关杠杆末端重新托住扇形卤板,抬闸杠杆挡住打点五轮上的止钉,打点工作完毕。
发展历史编辑
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。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。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,以精工制作的人物、山水、飞禽、走兽等活动形象进行报时。
摆钟的原理
是利用单摆的等时性。正是这种性质可以用来计时。而单摆的周期公式是:时间=圆周率的2倍乘以(根号下摆长除以重力加速度) 通过公式以及其推导可以看出来,单摆运动靠的是重力,和绳子的拉力。而摆动的周期仅仅取决于绳子的摆长和重力加速度。地球重力加速度固定,控制摆长可以调整周期来计时。
工作原理编辑
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

2. 物理实验“单摆”怎么做(详细最好

线要长一点 球要密度大体积小的 可忽略阻力影响
测摆长时注意加上小球半径
拉直
从摆动最低点放手
注意不要圆锥摆
角度小于5度
一般侧20或30次
记下总时间
除得T
g=4派方L方除T方

原理:单摆在摆角小于5度时的震动是简谐运动,其固有周期为T=2派根号l/g
得出g=4派的平方l/t的平方。所以,只要测出摆长l和周期T,就可以算出重力加速度。
方法:1.在细线一段打上一个比小球上的孔径稍大的结,将细线穿过球上的小孔做成一个单摆
2.将铁夹固定在铁架台上方,铁架台放在桌边,使铁夹伸到桌面以外,使摆球自由下垂。
3.测量摆长:用游标卡测出直径2r,再用米尺测出从悬点到小球上端的距离,相加
4.把小球拉开一个角度(小于5度)使在竖直平面内摆动,测量单摆完成全振动30到50次所用的平均时间,求出周期T
5.带入公式求出g
6.多次测量求平均值

注意:1.细线在1m左右,细,轻,不易伸长。小球密度要大的金属,直径小。最好不要过2cm
2.小于5度
3..在一个竖直平面内,不要形成圆锥摆
(一部分参考Yannie)

3. 物理小实验怎样制作一个周期为两秒的摆钟

T = 2π√(L/g) ,T = 2s → L = g/π^2
ΔT/T = (1/2)ΔL/L
20到10摄氏度时摆长改变量为
ΔL = 1.2x10^-5 *(-10) = -1.2x10^-4
ΔT/T = (1/2)ΔL/L = (1/2)*(-1.2x10^-4)/(g/π^2)
= - 6.0426*10^(-5)
它在一天内
3600*24*(- 6.0426*10^(-5)) = -5.22081s
会少 5.22 秒.
少用 5.22 秒,也就是说,它会走快 5.22 秒.

4. 制作一个简易钟摆

制作一个简易小钟摆所需要的材料有:双面胶、一根木棒、一根线、一个重物。
先把双面胶贴到重物上。
再把重物贴有双面胶的一面粘到木棒上。
在木棒的另一头钻一个孔。
把线穿进去,打一个结。
再用剪刀把多余的线头剪掉,也不要剪太短。
一个简易小钟摆就做好了。
把钟摆挂到架子上,推一下小钟摆,使它摆动起来。

5. 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。

(5)物理上的钟摆实验钟摆怎么做扩展阅读:

摆钟结构

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。

1.走时部分

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。

2.打点部分

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。

3.指针部分

由分轮、跨轮和时轮组成。结构原理与闹钟基本相同。

4.打点控制部分

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:网络-摆钟-工作原理

6. 如何制作简易钟摆

重锤加悬挂线加变速齿轮组加阻尼器
阻尼器可以用风扇或者螺旋桨

或者干脆把变速齿轮组整个泡在油里当阻尼器

在变速齿轮组上找个减速轮,刻上两个突起,拨动一个铜簧片
或者
1.找一个塑料瓶子,从中间剪断。
2.在瓶盖上扎个眼儿,再把上半部分倒过来放在下半部分上。
3.往上半部分倒一定量的水。
4.让水流一分钟,在水面做个记号。
5.以后再计时把下面的水倒掉,上面再倒一定量的水就行了。

7. 钟摆怎么做,需要哪些材料 急急急需急需急急急急急急需急需

最简单的就是钉子,绳子,任意金属重物,直接用绳子把钉子和重物连接起来,钉到墙上,这就是一个简单的钟摆了
复杂点的像时钟那样的还需要加齿轮,卡簧,木头(做外壳及固定其它部件用),绳子换成钢丝

8. 机械摆钟怎么做

机械摆钟的原理:利用了摆的定时性,也就是说,只要摆臂一样长,在地速一致的情况下每一个周期所用的时间一样,而与摆动幅度无关。
步骤:
1利用一个擒纵叉将摆的左右工作时间“提取出来”,也就是说:当摆摆动到左极限时触动擒纵叉的左限位时,被发条蓄力的齿轮释放旋转,随即被擒纵叉的右限位卡住,只有当摆摆动到右极限位置时触动擒纵叉的右限位,被发条蓄力的齿轮再次释放旋转,随即被擒纵叉的左限位卡住
2 就这样反复循环,齿轮在发条的驱动下,在摆和擒纵叉的共同作用下,摆钟里的齿轮以稳定的时间间隔运转,再通过减速齿轮带动分针和秒针
3把摆臂做成卷曲的,形状不重要,只要长度合适就行了。

9. 什么是物理学的钟摆原理,计算公式是什么物理学中有

钟摆原理:指钟摆总是围绕着一个中心值在一定范围内作有规律摆动。

计算公式 T=2π(L/g)^1/2 T为周期 L为摆长 g为重力加速度

摆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。

垂直平面的线的交角,θ0为θ的最大值,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:

锤速率最高是在θ = 0时。当锤升到最高点,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。

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。准确的运动周期不可以用基础函数求得。

(9)物理上的钟摆实验钟摆怎么做扩展阅读:

冲击摆原理

冲击摆是来用计算弹壳速度的实验室仪器。它的原理为:物件碰撞前后动量等恒,摆运动时能量等恒。

冲击摆和普通摆相似,特别之处它的锤会和弹壳产生完全非弹性碰撞,即碰撞后两者会合为一。

将弹壳射向停止的锤,使锤和弹壳合在一起摆动。设锤质量为mp,弹壳质量和初速度分别为mb和v,锤和弹壳碰撞后的速度为u。

以下是弹壳速度的计算方法:

(动量等恒) 1 / 2(mb+mp)u*u= (mb+mp)gh(能量等恒) 解得 。

阅读全文

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