擺鐘為什麼能擺個不停?而且還能保證鐘錶時間的準確性

2021-05-02 00:50:53 字數 5188 閱讀 5187

1樓:

機械擺鐘的工作原理是動能-勢能的相互轉換

發條上緊了,蓄滿勢能(形變勢能)

發條放鬆,勢能轉換為動能,輸出給「鐘擺」,補充「鐘擺」擺動時所消耗的能量。

當「鐘擺」擺動到一定的高度(重力勢能最大,動能為零),**(勢能轉換為動能)使「鐘擺」往回擺動到另一端......

計時則是按其每分鐘擺動多少次(60)來設定、計算的。

原來的靠重力擺動的鐘擺是靠"重力勢能"和"動能"相互轉化來擺動的,簡單的說,如果你把鐘擺拉高,由於重力影響它會往下襬,而到達最低位置後它具有一個速度,不可能直接停在那(就好象剎車不能一下子停一樣),它會繼續衝過最低位置,而擺至最高位置就往回擺是因為重力使它減速直到0,然後向回擺(就象往天上仍東西,它會在上升中減速到0,然後落下).如此往復,就不停的擺動了.

按照上述,鐘擺可以永遠擺下去,但由於阻力存在,它會擺動逐漸減小,最後停止.所以要用發條來提供能量使其擺動.

2樓:韋爵爺

實際就是如此,要經常調的

古鐘裡的鐘擺為什麼能擺個不停?

3樓:悲傷醋材淳綴

老式鐘錶使用發條或重錘作為動力,驅動鐘錶內的齒輪組轉動來指示時間,齒輪轉動的快慢,是利用了鐘擺(相當於物理課上討論的單擺)或擺輪的固有擺動週期來控制:鐘錶內的齒輪組中,從發條(或重錘)直接帶動的一個齒輪開始,一般到最後帶動一個棘齒輪,這個棘齒輪的轉動由一個所謂「擒縱器」的機構所管理,平時這個擒縱器的第一個腳鉤住棘齒輪的一個齒,不讓其轉動,當鐘擺或擺輪向一個方向轉動時,帶動擒縱器擺動,使它的第一個腳離開棘齒輪,棘齒輪因此可以轉動一點,因為同時擒縱器的另一個腳又卡住另一個棘齒,待鐘擺或擺輪往回擺動時,再帶動這個腳離開棘齒,棘齒輪又可轉動,此時第一個腳重新又鉤到棘齒,讓它停下等待鐘擺的帶動。擒縱器的結構就是讓它的兩個腳在鐘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。 當發條完全鬆開,或重錘已完全落下,鐘錶失去動力;或其他原因做成擒縱器不能正常給擺補充能量時,擺停,鍾也停了。

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

4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。

5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

6樓:靈魂騎仕

因為機械鐘擺的懸掛處是固定的並且很光滑,而用手提著繩子,手是不穩定的,這樣會消耗掉重物擺動時的慣性,而且鐘擺的懸掛處的接觸面也十分小,這就大大的減小的磨擦的阻力,加上擺臂是有一定的硬度的,而不像繩子是軟體,這樣可以減少擺動過程中的能量損耗,所以以靠慣性鐘擺可以擺動好久

7樓:匿名使用者

你是說機械鐘擺吧?它是有發條(屬扭轉彈簧)上勁的,勁用完了也就停了。

8樓:匿名使用者

鐘錶裡面有發條,你平時給它上弦就出存了能量。

當鐘擺擺動的時候會損失能量,但是發條會通過機械裝置補充其損失的能量,所以他就能一直運動下去,知道發條鬆散開來不能補充能量。

樓上的那兩位 靈魂騎仕 那純粹是亂答呢。清渙 的回答還靠譜點。

9樓:笨笨

lz是想問為什麼將鐘擺換成繩子加重物幾秒就停吧??樓上的136391618 已回答.

10樓:清渙

因為鐘擺的摩擦較小,而且裡面還有動力裝置,但繩子的摩擦就相對大一些所以停的快一些

鐘擺為何能不停得擺

11樓:高樓居士

鐘錶計時的原理——振動

鐘擺的擺動,秋

千的蕩動,心臟的跳動,小鳥飛開引起的樹枝顫動等等,都是圍繞一箇中心位置不斷地往復運動,這種運動叫振動。

用一根細線把小鋼球懸掛起來,這叫單擺,是最簡單的振動系統。如:將小球稍微推離平衡位置,然後放手,它就開始擺動。

假如沒有空氣阻力,小球將一直襬動下去,永不停止,這種運動叫無阻尼振動。實際上由於空氣阻力,小球最終要停止在平衡位置上。

仔細觀察擺動過程,可以發現小球來回擺動一次所需的時間總是一樣的,這是單擺的等時性。這個時間稱為振動的週期。一秒鐘內物體振動的次數叫振動的頻率,單位是赫茲,如一秒鐘內完成10次振動,它的頻率是10赫茲,一次振動所用時間為1/10秒,週期就是1/10秒。

小球擺動時偏離平衡位置的最大距離叫振幅。實驗表明,單擺的週期取決於懸掛小球的細線長度,與小球質量、擺動振幅無關。

單擺的振動是最簡單的,實際的振動現象要複雜得多,不僅有機械振動,還有電磁振動、原子振動、它們都遵循相同的振動規律。

振動是一種很普遍的運動現象,由於它的等時性,長期以來人們用這個原理來製作鐘錶。世界上第一架擺鐘是2023年德國物理學家惠更斯製作的。此後利用振動原理計時,使時間的計量發生了突破性變化,大致經歷了機械擺鐘、石英鐘、原子鐘三個歷程。

老式的掛鐘靠擺輪和遊絲;電子錶是利用電磁振動的等時性來計時的。石英鐘是利用石英晶體振動的等時性來計時的。世界上第一架原子鐘是2023年美國國家標準局製作的。

由於原子鐘振動頻率特別穩定,因此原子鐘十分準確,30萬年也相差不到一秒。

12樓:匿名使用者

現在市面上的 都是帶發條的

13樓:匿名使用者

要上發條的,能量守恆。。

鐘錶下面的擺為什麼會不停擺動?

14樓:匿名使用者

根據機械能守恆,動能和重力勢能不斷相互轉化。

由於運動過程中克服空氣阻力做功,機械能不斷減少,因此鐘擺不會永遠擺動下去,你需要每隔一段時間就搖一下。

15樓:青果

是彈簧片的彈性勢能釋放,再通過齒輪帶動的。

有啊機械鐘錶都是用螺旋彈簧,不用電池的。我家就有一臺老式的機械鐘,大約半個月上一次弦(就是把螺旋彈簧擰緊),在彈簧釋放時鐘擺就擺動起來了。

16樓:123天然

擺動的鐘擺是靠"重力勢能"和"動能"相互轉化來擺動的,簡單的說,如果你把鐘擺拉高,由於重力影響它會往下襬,而到達最低位置後它具有一個速度,不可能直接停在那(就好象剎車不能一下子停一樣),它會繼續衝過最低位置,而擺至最高位置就往回擺是因為重力使它減速直到0,然後向回擺(就象往天上仍東西,它會在上升中減速到0,然後落下).如此往復,就不停的擺動了.

按照上述,鐘擺可以永遠擺下去,但由於阻力存在,它會擺動逐漸減小,最後停止.所以要用發條來提供能量使其擺動.

17樓:承訁若dē愛

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。

這**有答案

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