時空鐘擺有聲書

1、擺舉帆鐘是由荷蘭物理學(xué)家克里老模斯蒂安·惠更斯發(fā)明的。

2、1657年克里斯蒂安·惠更斯利用擺的等時性原理發(fā)明了擺鐘。后經(jīng)不斷改進，沿用至今。擺鐘根據(jù)單擺定律制造，用擺錘控制其它機件，使鐘走的快慢均勻，通常能報點，要用發(fā)條來提供能量使其擺侍答緩動。

擺鐘的結(jié)構(gòu)大體上可分為走時部分、打點部分、指針部分和打點控制部分。
1.走時部分
由頭輪(即條盒輪，內(nèi)裝發(fā)條)、二輪、三輪(中心輪)、四輪、擒縱輪、擒縱叉、擺錘等組成。
條盒輪是機芯中最大的輪子，發(fā)條裝在輪片下面的盒里(以前生產(chǎn)的擺鐘大多不帶條盒)，它是走時部分的能源。二輪、三輪、四輪都是傳動輪，其結(jié)構(gòu)由輪軸、輪片，銷輪等組成。擒縱輪的結(jié)構(gòu)與上述各輪相同，但它的輪片齒形是斜三角形的尖齒。擒縱叉也叫卡子，它的作用就是把擒縱輪齒接過來，送出去。
擺錘組件包括擺錘、擺桿及掛擺裝置。擺錘中間有透孔，擺桿從中通過，下面旋有螺母固定。此裝置可以將擺錘升高或降低，從而調(diào)節(jié)鐘的快慢。
2.打點部分
由打點條盒輪、打點二輪、打點三輪、打點四輪，打點五輪及風(fēng)輪組成。在打點三輪上有一個星角輪，當輪系轉(zhuǎn)動時，它使打點軸上的抬止桿不斷地抬起落下，打點軸的一端固定著兩個打錘，錘頭敲擊一長一短兩根音簧，就發(fā)出悅耳的聲音。風(fēng)輪主要是起調(diào)節(jié)輪系轉(zhuǎn)動速度的作用，使打點聲音有一個合適的時間間隔。
3.指針部分
由分輪、跨輪和時輪組成。結(jié)構(gòu)原理與鬧鐘基本相同。
4.打點控制部分
擺鐘每隔半小時打點一次，整點敲擊的次數(shù)必須與時針指示的時刻相同，因此，它的打點必須由走時來控制。在走時和打點之間有一個具有控制打點次數(shù)的機構(gòu)，它由二角凸輪、十二角凸輪、扇形齒、抬閘杠桿、開關(guān)杠桿、撥齒凸輪等組成。
二角凸輪緊緊固定在走時部分的中心輪軸上，每小時隨中心輪轉(zhuǎn)一圈。二角凸輪齒尖半徑一長一短，長的打整點用，短的打半點用。十二角凸輪套在時輪管上，每十二個小時轉(zhuǎn)一圈，每小時轉(zhuǎn)過十二角凸輪的一個角。平時抬閘杠桿擋住打點五輪上止釘，使打點機構(gòu)不能運轉(zhuǎn)。當二角凸輪順時針方向旋轉(zhuǎn)時，慢慢將抬閘杠桿頂起，抬閘杠桿上端最后將止釘釋放(這個過程也叫抬閘)，但打點五輪的止釘轉(zhuǎn)過一個角度后，又被開關(guān)杠桿的折角擋住，打點機構(gòu)又停止運轉(zhuǎn)。由于抬閘杠桿抬起的同時，頂起了開關(guān)杠桿，開關(guān)杠桿原來末端托住扇形齒板現(xiàn)在釋放，扇形齒板落下，齒板中段折角落在十二角凸輪的一個角的中部。當二角凸輪將抬閘杠桿推到最高點落下時，開關(guān)杠桿擋住打點五輪的止釘部位也同時脫離，打點機構(gòu)便開始轉(zhuǎn)動。打點三輪上的星角輪撥動抬止桿，帶動打錘敲擊音簧。緊固在四輪軸上的撥齒凸輪也隨著轉(zhuǎn)動，凸輪上的撥銷撥動扇形齒板向上運動，直至開關(guān)杠桿末端重新托住扇形鹵板，抬閘杠桿擋住打點五輪上的止釘，打點工作完畢。
發(fā)展歷史編輯
以擺作為振動系統(tǒng)的鐘。通常都帶有報時功能，所以又稱自鳴鐘。1582～1583年，意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家伽利略發(fā)現(xiàn)了擺的等時性。1657年，荷蘭物理學(xué)家和天文學(xué)家克里斯蒂安.惠更斯利用擺的等時性原理發(fā)明了擺鐘。后經(jīng)不斷改進，沿用至今。擺鐘可根據(jù)用途和要求制成座鐘、掛鐘、落地鐘、子母鐘的母鐘、天文鐘等型式。擺鐘的報時方式通常為機械打點報時，也有用電子擴音報時的。近代帝王宮廷中使用的擺鐘，常附有一套機械傳動機構(gòu)，以精工制作的人物、山水、飛禽、走獸等活動形象進行報時。
擺鐘的原理
是利用單擺的等時性。正是這種性質(zhì)可以用來計時。而單擺的周期公式是：時間=圓周率的2倍乘以（根號下擺長除以重力加速度） 通過公式以及其推導(dǎo)可以看出來，單擺運動靠的是重力，和繩子的拉力。而擺動的周期僅僅取決于繩子的擺長和重力加速度。地球重力加速度固定，控制擺長可以調(diào)整周期來計時。
工作原理編輯
擺鐘是利用擺錘的周期性振動（擺動）過程來計量時間，時間=擺的振動周期×振動次數(shù)。而擺的振動周期 T=2π（l/g)^0.5
一般來說，擺的重量是確定的，調(diào)節(jié)擺的引用長度（l）即可調(diào)整擺的振動周期。擺的引用長度減短，時鐘變快；反之則變慢。對精密擺鐘，也有用附加重物法來微調(diào)擺的振動周期。擺鐘放置在不同的地理位置（不同的地球緯度和海拔高度）中，擺錘的重力加速度會發(fā)生變化從而影響其振動周期。擺鐘放置在不同溫度和氣壓的環(huán)境中，也會引起振動周期的變化。溫度變化會引起擺的各部分尺寸包括擺的引用長度的變化。一般是溫度升高，擺脹長而鐘變慢；反之則擺縮短而鐘變快。因此，精密擺鐘常用不同的線脹系數(shù)的材料制成溫度補償管，以補償溫度影響。氣壓的變化會引起空氣阻力和空氣密度的變化，從而引起振動周期的變化。因此，精密的擺鐘常將擺安裝在恒壓的殼體中，以消除氣壓影響。
擺的振動幅度影響到鐘的等時性。振幅愈小，振幅變化所造成的日差（見鐘表日差）變化愈小，即等時性愈好，因而精密擺鐘常采用長擺桿小擺幅。但是，小擺幅對外界來的震動和撞擊很敏感，因而對安裝環(huán)境要求很高。擺鐘的走時日差一般可以達到20秒/天以內(nèi)，精密擺鐘達千分之幾秒。
擺鐘是機械鐘。有的石英電子鐘雖然也裝有擺錘或扭擺，但只起裝飾作用

一個鐘擺，一會兒朝左，一會兒朝右，周而復(fù)始，來回擺動。鐘擺總是圍繞著一個中心值在一定范圍內(nèi)作有規(guī)律的擺動，所以被冠名為鐘擺理論。

擺是一種實驗儀器，可用來展現(xiàn)種種力學(xué)現(xiàn)象。最基本的擺由一條繩或竿，和一個錘組成。錘系在繩的下方，繩的另一端固定。當推動擺時，錘來回移動。擺可以作一個計時器。

垂直平面的線的交角，θ0為θ的最大值，m為錘的質(zhì)量， 表示角度加速度。忽略空氣阻力以及繩的彈性、重量的影響：

錘速率最高是在θ = 0時。當錘升到最高點，其速率為0。繩的張力沒有對錘做功，整個過程中動能和位能的和不變。 運動方程為： 注意不論θ的值為何，運動周期和錘的質(zhì)量無關(guān)。

當θ相當小的時候，，因此可得到一條齊次常系數(shù)微分方程。此為一簡諧運動，周期。

是利用單擺的等時性。

正是這種性質(zhì)可以用來計時。 ?而單擺的周期公式是。時間=圓周率的2倍乘以（根號下擺長除以重力加速度） T=2π(l/g)^0.5 ?通過公式以及其推導(dǎo)可以看出來，單擺運動靠的是重力，和繩子的拉力。

而擺動的周期僅僅取決于繩子的擺長和重力加速度。 ?地球重力加速度固定，控制擺長可以調(diào)整周期來計時。

擴展資料：

以擺作為振動系統(tǒng)的鐘。通常都帶有報時功能，所以又稱自鳴鐘。1582～1583年，意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家伽利略發(fā)現(xiàn)了擺的等時性。1657年，荷蘭物理學(xué)家和天文學(xué)家克里斯蒂安.惠更斯利用擺的等時性原理發(fā)明了擺鐘。后經(jīng)不斷改進，沿用至今。

擺鐘可根據(jù)用途和要求制成座鐘、掛鐘、落地鐘、子母鐘的母鐘、天文鐘等型式。擺鐘的報時方式通常為機械打點報時，也有用電子擴音報時的。近代帝王宮廷中使用的擺鐘，常附有一套機械傳動機構(gòu)，以精工制作的人物、山水、飛禽、走獸等活動形象進行報時。

9點嗎?16除以2等于8、8加1等于9

鐘擺運動是屬于部分圓周運動，這種運動是非勻速圓周運動，它是有周期的。可以當做單擺處理。



單擺的周期公式是 T=2π√(L/g) ,只與擺長和當?shù)氐闹亓铀俣扔嘘P(guān),與擺長的平方根成正比,與當?shù)刂亓铀俣鹊钠椒礁煞幢?

這個公式T=2π√(L/g)是根據(jù)彈簧振子的周期公式T=2π√(m/k)

推導(dǎo)出來的,因為單擺做簡諧運動時的比例系數(shù)(F=-kx中的k)k=mg/L代入T=2π√(m/k)即得T=2π√(L/g).

證明：

擺球的擺動軌跡是一個圓弧.設(shè)擺角(擺球偏離豎直方向的角度)為θ,則擺球的重力mg沿此圓弧的切線方向的分力為mgsinθ.設(shè)擺球偏離平衡位置的位移為x、擺長為l,則當擺角很小時,可以認為sinθ=x/l.所以,單擺的回復(fù)力為F=-mgx/l.

對于系統(tǒng)而言,m、g、l均為定值,故可認為k=mg/l,則F=-kx.

因此在單擺很小的情況下,單擺做簡諧運動.

將k=mg/l代入ω=√(k/m)可得ω=√(g/l).由T=2π/ω可得單擺周期公式

T=2π√(l/g).



彈簧振子

F=-kx

a=d2x/dt2

=-(k/m)x=-ω2x ω=√(k/m)

d2x/dt2+ω2x=0

解微分方程

得：x=Acos(ωt+φ)

ω=2π/T

T=2π/ω=2π√(m/k)

單擺:

F切=ma=-mgsinθ a=ld2θ/dt2

ma=mld2θ/dt2=-mgsinθ

d2θ/dt2+(g/l)sinθ=0

θ<5° sinθ≈θ

d2θ/dt2+(g/l)θ=0 令ω2=g/l

d2θ/dt2+ω2θ=0

解微分方程：θ=θ0cos(wt+φ)

得：T=2π/ω=2π√(l/g)

分針的周期是一分鐘，秒針是一秒，所以

周期比是60:1



速度比是1:60，設(shè)趕上的時間是T分鐘，一圈的距離是60單位，則

趕上后秒針比分針多走一圈

1*T+60=60T

所以T=60/59分鐘

惠更斯（荷蘭）

擺鐘的原理是利用單擺的等時性。正是這種性質(zhì)可以用來計時。



而單擺的周期公式是。時間=圓周率的2倍乘以（根號下擺長除以重力加速度）



通過公式以及其推導(dǎo)可以看出來，單擺運動靠的是重力，和繩子的拉力。

而擺動的周期僅僅取決于繩子的擺長和重力加速度。



地球重力加速度固定，控制擺長可以調(diào)整周期來計時。