钟摆运动,钟摆运动的公式如何推导?

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钟摆运动的公式如何推导?

设夹角a 线长l 拉力T 角速度w

T-mgCOSa=w^2*l (1)

mgSINa=-mdv/dt (2)

v=da/dt*l(3)

有(2)(3)得:gSINa/l=-d^2a/dt^2

a很小时SINa=a

g*a/l+d^2a/dt^2=0 这是最简单的常微分方程式

特征根是 A=(g/l) i w^2=g/l 所以解a=a0cos(wt+b)

周期T=2pi/w=2pi*(l/g)^1/2

钟摆的原理,所有

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。

扩展资料:

其中机械摆钟中擒纵机构是一种机械能量传递的开关装置,这个开关受“计时基准的控制,以一定的频率开关钟表的主传动链,是指示 停--动 相间并以一定的平均速度转动,从而指示准确的时间。

擒纵机构的功能可以从两方面理解:擒,将主传动的运动锁定(擒住),此时,钟表的主传动链是锁定的;纵,就是以震荡系统的一部分势能,开启(放开)主传动链运动,同时从主传动链中取回一定的能量以维持震荡系统的工作。

擒纵机构是现代机械钟表的核心,最初的擒纵机构诞生于15世纪,之后逐渐进化到现在的各种样子。现今仍有数百种擒纵机构在现代钟表上使用。

参考资料来源:百度百科-摆钟

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。

扩展资料:

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:百度百科-摆钟-工作原理

钟摆的运动属于平移还是旋转?

不是平移,也不是旋转:

平移与旋转是对刚体而言的,所以运动时物体任意两点之间的距离不变,并且不会变成其镜像。一个点的运动总是可以看成平动的。

平移是物体运动时,物体上任意两点间,从一点到另一点的方向与距离都不变的运动!

也可以定义为:平移是物体运动时,物体上每一点的“运动情况相同”的运动。

后一种定义有一点不太好:初始位置不相同得看成“运动情况相同”,但轨迹形状大小相同,却不一定是“运动情况相同”,比如说一个圆环绕环心转动,每一点的轨迹是即形状相同又大小相同的。

旋转是物体运动时,每一个点离同一个点(可以在物体外)的距离不变的运动,称为绕这个点的转动,这个点称为物体的转动中心。所以,它并不一定是绕某个轴的。

我记得我高中里的书上有“既作平动又作转动”的说法,要特别澄清一下,“既作平动又作转动”,通常“即不是转动,又不是平动”,只是可以看成两种运动的叠加。

我说“通常”,是指这样一种情况:绕某一点的转动是可以看成绕另一点的转动加上一个平动的结果的!特别是在转动中心在物体外的时候,常也被看成“既作平动又作转动”,这时候这种运动“是转动,但不是平动”。

还有,有一种常用的情况是这样的:把物体看成绕质心(或几何中心)转动,也就是说常把转动的中心取在质心,或者形体的几何中心,而质心(或几何中心)如果有运动就称为“有平动”,而不管是不是可以看成物体在绕另外点运动。

伽利略的钟摆原理是什么来的?

伽利略的钟摆原理是指:不论钟摆摆动幅度大些还是小些,完成一次摆动的时间是相同的。

1583年伽利略发现摆的等时性。

在意大利的比萨城里,有一个17岁的大学生伽利略,当时他正在学医。无意中,他观察到悬在天花板上的挂灯微微晃动。伽利略发现这个挂灯摆动逐渐平息的过程中,每次摆动所用的时间并不改变。这一发现引起了伽利略的思考。回家后,他继续研究,发现并提出了单摆的等时性。

扩展资料:

摆动的钟摆是靠重力势能和动能相互转化来摆动的,简单地说,如果你把钟摆拉高,由于重力影响它会往下摆,而到达最低位置后它具有一个速度,不可能直接停在那(就好像刹车不能立刻停住)。

由于惯性它会继续冲过最低位置,而摆至最高位置就往回摆是因为重力使它减速直到0,而此时钟摆扔有向下的加速度。如此往复,就不停地摆动了。

按照以上描述,钟摆可以永远摆下去,但由于阻力存在,它会摆动逐渐减小,最后停止。所以要用发条来提供能量使其摆动。

周期公式

由公式知,摆长L和周期T的平方成正比,所以摆长越长,周期越长(钟摆是单摆的一种) 单摆周期公式只适用于摆幅小于5度的机械振动。

参考资料:百度百科-等时性

参考资料:百度百科-钟摆

钟摆运动的公式的推导??求大神

  钟摆在竖直面内做简谐振动,其中重力沿切线的分力提供恢复力

  F=-mgsinθ=-mgX/L=-kx k=mg/L

  周期公式 T=2π(m/k)^1/2=2π(L/g)^1/2

伽利略的钟摆原理是什么来的

发现历史

1583年伽利略发现摆的等时性。

在意大利的比萨城里,有一个17岁的大学生伽利略,当时他正在学医。无意中,他观察到悬在天花板上的挂灯微微晃动。伽利略发现这个挂灯摆动逐渐平息的过程中,每次摆动所用的时间并不改变。这一发现引起了伽利略的思考:是不是其他的摆动也跟吊灯相似,摆动一次的时间跟吊灯摆动幅度的大小没关系?吊灯的轻重又是否不影响摆动一次的时间呢?

回家后,他继续研究,发现并提出了单摆的等时性。

扩展资料:

摆的动力学

伽利略和惠更斯的工作使得人们对摆的运动学已有较充分的认识,并基本上确定了实验与理论相结合的研究方法。但当时因数学的准备不充分,致使摆的动力学,即摆的运动与受力之间关系,尚不清楚。直到自1687年牛顿的《自然哲学的数学原理》问世,才奠定了动力学发展的物理和数学基础,其中也专门论述了摆锤在真空和有阻力介质中的运动问题。

参考资料:百度百科-等时性

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