鐘擺兒歌

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(shí)性原理發(fā)明了擺鐘。后經(jīng)不斷改進(jìn)，沿用至今。擺鐘根據(jù)單擺定律制造，用擺錘控制其它機(jī)件，使鐘走的快慢均勻，通常能報(bào)點(diǎn)，要用發(fā)條來(lái)提供能量使其擺侍答緩動(dòng)。

擺鐘的結(jié)構(gòu)大體上可分為走時(shí)部分、打點(diǎn)部分、指針部分和打點(diǎn)控制部分。
1.走時(shí)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(jī)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(shí)部分的能源。二輪、三輪、四輪都是傳動(dòng)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(guò)來(lái)，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(guò)，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(diǎn)部分
由打點(diǎn)條盒輪、打點(diǎn)二輪、打點(diǎn)三輪、打點(diǎn)四輪，打點(diǎn)五輪及風(fēng)輪組成。在打點(diǎn)三輪上有一個(gè)星角輪，當(dāng)輪系轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它使打點(diǎn)軸上的抬止桿不斷地抬起落下，打點(diǎn)軸的一端固定著兩個(gè)打錘，錘頭敲擊一長(zhǎng)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(dòng)速度的作用，使打點(diǎn)聲音有一個(gè)合適的時(shí)間間隔。
3.指針部分
由分輪、跨輪和時(shí)輪組成。結(jié)構(gòu)原理與鬧鐘基本相同。
4.打點(diǎn)控制部分
擺鐘每隔半小時(shí)打點(diǎn)一次，整點(diǎn)敲擊的次數(shù)必須與時(shí)針指示的時(shí)刻相同，因此，它的打點(diǎn)必須由走時(shí)來(lái)控制。在走時(shí)和打點(diǎn)之間有一個(gè)具有控制打點(diǎn)次數(shù)的機(jī)構(gòu)，它由二角凸輪、十二角凸輪、扇形齒、抬閘杠桿、開(kāi)關(guān)杠桿、撥齒凸輪等組成。
二角凸輪緊緊固定在走時(shí)部分的中心輪軸上，每小時(shí)隨中心輪轉(zhuǎn)一圈。二角凸輪齒尖半徑一長(zhǎng)一短，長(zhǎng)的打整點(diǎn)用，短的打半點(diǎn)用。十二角凸輪套在時(shí)輪管上，每十二個(gè)小時(shí)轉(zhuǎn)一圈，每小時(shí)轉(zhuǎn)過(guò)十二角凸輪的一個(gè)角。平時(shí)抬閘杠桿擋住打點(diǎn)五輪上止釘，使打點(diǎn)機(jī)構(gòu)不能運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)二角凸輪順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，慢慢將抬閘杠桿頂起，抬閘杠桿上端最后將止釘釋放(這個(gè)過(guò)程也叫抬閘)，但打點(diǎn)五輪的止釘轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度后，又被開(kāi)關(guān)杠桿的折角擋住，打點(diǎn)機(jī)構(gòu)又停止運(yùn)轉(zhuǎn)。由于抬閘杠桿抬起的同時(shí)，頂起了開(kāi)關(guān)杠桿，開(kāi)關(guān)杠桿原來(lái)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(gè)角的中部。當(dāng)二角凸輪將抬閘杠桿推到最高點(diǎn)落下時(shí)，開(kāi)關(guān)杠桿擋住打點(diǎn)五輪的止釘部位也同時(shí)脫離，打點(diǎn)機(jī)構(gòu)便開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。打點(diǎn)三輪上的星角輪撥動(dòng)抬止桿，帶動(dòng)打錘敲擊音簧。緊固在四輪軸上的撥齒凸輪也隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪上的撥銷撥動(dòng)扇形齒板向上運(yùn)動(dòng)，直至開(kāi)關(guān)杠桿末端重新托住扇形鹵板，抬閘杠桿擋住打點(diǎn)五輪上的止釘，打點(diǎn)工作完畢。
發(fā)展歷史編輯
以擺作為振動(dòng)系統(tǒng)的鐘。通常都帶有報(bào)時(shí)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(shí)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(shí)性原理發(fā)明了擺鐘。后經(jīng)不斷改進(jìn)，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(bào)時(shí)方式通常為機(jī)械打點(diǎn)報(bào)時(shí)，也有用電子擴(kuò)音報(bào)時(shí)的。近代帝王宮廷中使用的擺鐘，常附有一套機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以精工制作的人物、山水、飛禽、走獸等活動(dòng)形象進(jìn)行報(bào)時(shí)。
擺鐘的原理
是利用單擺的等時(shí)性。正是這種性質(zhì)可以用來(lái)計(jì)時(shí)。而單擺的周期公式是：時(shí)間=圓周率的2倍乘以（根號(hào)下擺長(zhǎng)除以重力加速度） 通過(guò)公式以及其推導(dǎo)可以看出來(lái)，單擺運(yùn)動(dòng)靠的是重力，和繩子的拉力。而擺動(dòng)的周期僅僅取決于繩子的擺長(zhǎng)和重力加速度。地球重力加速度固定，控制擺長(zhǎng)可以調(diào)整周期來(lái)計(jì)時(shí)。
工作原理編輯
擺鐘是利用擺錘的周期性振動(dòng)（擺動(dòng)）過(guò)程來(lái)計(jì)量時(shí)間，時(shí)間=擺的振動(dòng)周期×振動(dòng)次數(shù)。而擺的振動(dòng)周期 T=2π（l/g)^0.5
一般來(lái)說(shuō)，擺的重量是確定的，調(diào)節(jié)擺的引用長(zhǎng)度（l）即可調(diào)整擺的振動(dòng)周期。擺的引用長(zhǎng)度減短，時(shí)鐘變快；反之則變慢。對(duì)精密擺鐘，也有用附加重物法來(lái)微調(diào)擺的振動(dòng)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(huì)發(fā)生變化從而影響其振動(dòng)周期。擺鐘放置在不同溫度和氣壓的環(huán)境中，也會(huì)引起振動(dòng)周期的變化。溫度變化會(huì)引起擺的各部分尺寸包括擺的引用長(zhǎng)度的變化。一般是溫度升高，擺脹長(zhǎng)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(bǔ)償管，以補(bǔ)償溫度影響。氣壓的變化會(huì)引起空氣阻力和空氣密度的變化，從而引起振動(dòng)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(dòng)幅度影響到鐘的等時(shí)性。振幅愈小，振幅變化所造成的日差（見(jiàn)鐘表日差）變化愈小，即等時(shí)性愈好，因而精密擺鐘常采用長(zhǎng)擺桿小擺幅。但是，小擺幅對(duì)外界來(lái)的震動(dòng)和撞擊很敏感，因而對(duì)安裝環(huán)境要求很高。擺鐘的走時(shí)日差一般可以達(dá)到20秒/天以內(nèi)，精密擺鐘達(dá)千分之幾秒。
擺鐘是機(jī)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(gè)鐘擺，一會(huì)兒朝左，一會(huì)兒朝右，周而復(fù)始，來(lái)回?cái)[動(dòng)。鐘擺總是圍繞著一個(gè)中心值在一定范圍內(nèi)作有規(guī)律的擺動(dòng)，所以被冠名為鐘擺理論。

擺是一種實(shí)驗(yàn)儀器，可用來(lái)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(gè)錘組成。錘系在繩的下方，繩的另一端固定。當(dāng)推動(dòng)擺時(shí)，錘來(lái)回移動(dòng)。擺可以作一個(gè)計(jì)時(shí)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(shí)。當(dāng)錘升到最高點(diǎn)，其速率為0。繩的張力沒(méi)有對(duì)錘做功，整個(gè)過(guò)程中動(dòng)能和位能的和不變。 運(yùn)動(dòng)方程為： 注意不論θ的值為何，運(yùn)動(dòng)周期和錘的質(zhì)量無(wú)關(guān)。

當(dāng)θ相當(dāng)小的時(shí)候，，因此可得到一條齊次常系數(shù)微分方程。此為一簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，周期。

是利用單擺的等時(shí)性。

正是這種性質(zhì)可以用來(lái)計(jì)時(shí)。 ?而單擺的周期公式是。時(shí)間=圓周率的2倍乘以（根號(hào)下擺長(zhǎng)除以重力加速度） T=2π(l/g)^0.5 ?通過(guò)公式以及其推導(dǎo)可以看出來(lái)，單擺運(yùn)動(dòng)靠的是重力，和繩子的拉力。

而擺動(dòng)的周期僅僅取決于繩子的擺長(zhǎng)和重力加速度。 ?地球重力加速度固定，控制擺長(zhǎng)可以調(diào)整周期來(lái)計(jì)時(shí)。

擴(kuò)展資料：

以擺作為振動(dòng)系統(tǒng)的鐘。通常都帶有報(bào)時(shí)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(shí)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(shí)性原理發(fā)明了擺鐘。后經(jīng)不斷改進(jìn)，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(bào)時(shí)方式通常為機(jī)械打點(diǎn)報(bào)時(shí)，也有用電子擴(kuò)音報(bào)時(shí)的。近代帝王宮廷中使用的擺鐘，常附有一套機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以精工制作的人物、山水、飛禽、走獸等活動(dòng)形象進(jìn)行報(bào)時(shí)。

9點(diǎn)嗎?16除以2等于8、8加1等于9

鐘擺運(yùn)動(dòng)是屬于部分圓周運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)是非勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它是有周期的?？梢援?dāng)做單擺處理。



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

這個(gè)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(lái)的,因?yàn)閱螖[做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)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(dòng)軌跡是一個(gè)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(zhǎng)為l,則當(dāng)擺角很小時(shí),可以認(rèn)為sinθ=x/l.所以,單擺的回復(fù)力為F=-mgx/l.

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

因此在單擺很小的情況下,單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).

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(shí)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(shí)性。正是這種性質(zhì)可以用來(lái)計(jì)時(shí)。



而單擺的周期公式是。時(shí)間=圓周率的2倍乘以（根號(hào)下擺長(zhǎng)除以重力加速度）



通過(guò)公式以及其推導(dǎo)可以看出來(lái)，單擺運(yùn)動(dòng)靠的是重力，和繩子的拉力。

而擺動(dòng)的周期僅僅取決于繩子的擺長(zhǎng)和重力加速度。



地球重力加速度固定，控制擺長(zhǎng)可以調(diào)整周期來(lái)計(jì)時(shí)。