钟摆为何能不停得摆钟摆为什么可以一直摆?什么原理?详细点。30

2021-03-08 15:58:58 字数 5084 阅读 9275

1楼:高楼居士

钟表计时的原理——振动

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。

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。

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。

小球摆动时偏离平衡位置的最大距离叫振幅。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。

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。

振动是一种很普遍的运动现象,由于它的等时性,长期以来人们用这个原理来制作钟表。世界上第一架摆钟是1650年德国物理学家惠更斯制作的。此后利用振动原理计时,使时间的计量发生了突破性变化,大致经历了机械摆钟、石英钟、原子钟三个历程。

老式的挂钟靠摆轮和游丝;电子表是利用电磁振动的等时性来计时的。石英钟是利用石英晶体振动的等时性来计时的。世界上第一架原子钟是1949年美国国家标准局制作的。

由于原子钟振动频率特别稳定,因此原子钟十分准确,30万年也相差不到一秒。

2楼:匿名用户

现在市面上的 都是带发条的

3楼:匿名用户

要上发条的,能量守恒。。

钟摆为什么可以一直摆?什么原理?详细点。 30

4楼:投机士

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。

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。

垂直平面的线的交角,θ0为θ的最大值,m为锤的质量, 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,,因此可得到一条齐次常系数微分方程。此为一简谐运动,周期。

5楼:宁水清无鱼

http://****360doc.***/content/16/0111/00/6956316_526982753.shtml

这里面两个原理图可以为你解惑,动力应该是来自发条,图里面画的是重力……

6楼:匿名用户

钟摆不可以一直摆,根据单摆的原理制 成的,左右摆动,通过一系列齿轮的作用 ,使指针以均匀的速度转动。就像一些玩具要上发条才能动一样

7楼:匿名用户

挥杆其实就是一个钟摆,区别在于钟摆自由下落,而挥杆由人体控制,复杂之处是挥杆由两个钟摆构成,即大钟摆(左手臂)(即为什么总是要我们的手臂伸直)带小钟摆(球杆),支点是左肩膀,而轴心位于前胸内靠近脊椎某处(即为什么要保持上半身沿脊椎方向不要水平移动并沿此轴转动),支点(肩膀)与大钟摆(手臂),大钟摆(手臂)与小钟摆(球杆),由铰链连接,左肩头和左手腕.困难之处在于挥杆的大钟摆—手臂由两节构成,大臂和小臂,多出一个可动的肘关节(这是此项运动违反人体自然生理结构的其中之一处),据说仅有一位英国前pga球员,使用三节钟摆挥杆,大臂,小臂与球杆,此兄曾多次获得过冠军,名字叫不出了.切勿模仿此兄,及难掌握.

先来看一个真实的大小钟摆,拉住小钟摆末端(杆头)至轴心水平处, 然后释放,会看到在重力的作用下大小钟摆的结合处(手腕处)最先加速下落,小钟摆滞后,落至某处小钟摆末端才会超过此结合处成为最低点,至于在几分之几处,琢磨没仔细琢磨过,当结合处接近最低点时,结合处便开始减速,而此时小钟摆则加速通过最低点,当小钟摆末端(杆头)通过最低点时,结合处正处于垂直线上,,此时小钟摆末端速度最大,而小钟摆末端与结合处的加速度均为零(即手腕的释放,也有人称为刹车), 在加速度为零的前一瞬间,加速度则达到最大,重力因素,此后大小钟摆开始作减速运动(收杆).

因而,通常所说的击球距离远近取决于杆头速度是一悖论,不信谁跟你说的你就让谁抓紧了杆抡到最快看看球能跑多远,正解应为,在击球瞬间之前,将杆头加速度加到最大,然后释放,将加速度迅即减为零,在击球瞬间手腕应为静止不动的,不可平行移动,此时只有松杆才能将所获得的加速度完全释放出去,球就像被弹出去一般,即为什么一定要把手腕松掉.

8楼:雨落慕尼黑

能量转化啊;

重力-动力-重力-动力,无限循环。

当然,这只是理想情况下,因为现实中有空气阻力,所以必有能量损失,不可能无限循环下去的。

9楼:风之品天

好像是重力原理! 还有它的上面的结构!

10楼:匿名用户

我也不知道你自己查查吧

11楼:匿名用户

接">网页链接

擒纵器的结构就是让它的两个脚在钟

摆或摆轮的带动下轮流卡住棘齿轮,让它每次只能转动一个很小的角度,这样,时钟的齿轮转动速度就受到摆的摆动周期所控制,调整摆的摆动周期,可以让钟表内带动秒针的齿轮准确的每秒转动1/60周。正是擒纵器的工作,它其中的一个脚的形状使它在离开棘齿时,会被棘齿推动一下,这点推动的力量,反过来传递给钟摆或摆轮,补充摆在摆动过程中因摩擦等损失的能量,维系其正常不断地摆动下去,给我们准确报时。

为什么钟摆可以摆好长时间都不停,而拿绳子加重物几秒就停

12楼:记忆废墟

以目前的技术和理论,永动机是不存在的。

钟摆摆好长时间都不停,他在摆动过程中损失的能量都有东西补充回来的,方式比较多,有机械的就是发条,也有用磁铁的等等,你可以在有些商店看到有些小装饰品,下面也有个摆,而且摆动时间也很长,看下背面就明白了。

不光绳子加重物几秒就停,这种简易单摆基本上都是几秒停,空气阻力和摩擦力导致能量损耗。

13楼:匿名用户

钟摆zhōng bǎi

时钟机件的一部分,是根据单摆的原理制成的,左右摆动,通过一系列齿轮的作用,使指针以均匀的速度转动。

单摆由一根不可伸长、质量不计的绳子,上端固定,下端系一质点,的装置叫做单摆。单摆在摆角小于10°的条件下振动时,可近似认为是简谐运动。单摆周期公式:t=2π[l/g].

*为开方。

单摆****** pendulum

质点振动系统的一种,是最简单的摆。绕一个悬点来回摆动的物体,都称为摆,但其周期一般和物体的形状、大小及密度的分布有关。但若把尺寸很小的质块悬于一端固定的长度为 l且不能伸长的细绳上,把质块拉离平衡位置,使细绳和过悬点铅垂线所 成角度小于5°,放手后质块往复振动,可视为质点的振动,其周期 t只和l和当地的重力加速度g有关,即 而和质块的质量 、形状和振幅的大小都无关系,其运动状态可用简谐振动公式表示,称为单摆或数学摆 。

如果振动的角度大于 5°,则振动的周期将随振幅的增加而变大,就不成为单摆了。如摆球的尺寸相当大,绳的质量不能忽略,就成为复摆(物理摆),周期就和摆球的尺寸有关了。首先由牛顿力学,单摆的运动可作如下描述:

单摆受到的重力矩为:

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

其中m为质量,g是重力加速度,l是摆长,x是摆角。

我们希望得到摆角x的关于时间的函数,来描述单摆运动。由力矩与角加速度的关系不难得到,

m = j * β.

其中j = m * l^2是单摆的转动惯量,β = x''(摆角关于时间的2阶导数)是角加速度。

于是化简得到

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

我们对上式适当地选择比例系数,就可以把常数l与g约去,再移项就得到化简了的运动方程

x'' + sin x = 0.

因为单摆的运动方程(微分方程)是

x'' + sin x = 0…………(1)

而标准的简谐振动(如弹簧振子)则是

x'' + x = 0………………(2)

我们知道(1)式是一个非线性微分方程,而(2)式是一个线性微分方程。所以严格地说上面的(1)式描述的单摆的运动并不是简谐运动。

不过,在x比较小时,近似地有sin x ≈ x。(这里取的是弧度制。即当x -> 0时有sin x / x = o(1)。

)因而此时(1)式就变为(2)式,单摆的非线性的运动被线性地近似为简谐运动。

然后说一下为什么是5°。由于sin x ≈ x这个近似公式只在角度比较小的时候成立(这一个可以从正弦函数的在原点附近的图象近似看出),所以只有在小角度下(1)式化作(2)式才是合理的。

事实上5°≈0.087266弧度,sin 5°≈0.087155,二者相差只有千分之一点几,是十分接近的。

在低精度的实验中,这种系统误差可以忽略不计(因为实验操作中的偶然误差就比它大)。但如果换成25°,误差高达百分之三,就不宜再看成是简谐振动了。

由于正弦函数的性质,这个近似是角度越小,越精确,角度越大越不精确。如果角度很大(比如60度处,误差高达17%),就完全不能说它是简谐振动了。

伽利略第一个发现摆的振动的等时性,并用实验求得单摆的周期随长度的二次方根而变动。惠更斯制成了第一个摆钟。单摆不仅是准确测定时间的仪器

14楼:灵魂骑仕

因为机械钟摆的悬挂处是固定的并且很光滑,而用手提着绳子,手是不稳定的,这样会消耗掉重物摆动时的惯性,而且钟摆的悬挂处的接触面也十分小,这就大大的减小的磨擦的阻力,加上摆臂是有一定的硬度的,而不像绳子是软体,这样可以减少摆动过程中的能量损耗,所以以靠惯性钟摆可以摆动好久

15楼:匿名用户

你是说机械钟摆吧?它是有发条(属扭转弹簧)上劲的,劲用完了也就停了。

16楼:匿名用户

钟表里面有发条,你平时给它上弦就出存了能量。

当钟摆摆动的时候会损失能量,但是发条会通过机械装置补充其损失的能量,所以他就能一直运动下去,知道发条松散开来不能补充能量。

楼上的那两位 灵魂骑仕 那纯粹是乱答呢。清涣 的回答还靠谱点。

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