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物理擺

在實(shí)際應(yīng)用中的鐘擺,其擺桿不可能沒有重量,其擺錘質(zhì)量也不可能集中于球心,這種在實(shí)際應(yīng)用中的鐘擺,被稱為物理擺或復(fù)擺。物理擺在實(shí)際工作中,會(huì)出現(xiàn)因支承摩擦、空氣摩擦等各種摩擦造成的能量損耗,它需要不斷地補(bǔ)充能量,方能維持經(jīng)久擺動(dòng)不息。
手表維修
第八節(jié)影響擺的振動(dòng)周期的因素
由擺的振動(dòng)周期計(jì)算公式可以看出,除了振幅的改變會(huì)造成周期的變化外,其他參數(shù)如J、入和g的改變也將造成周期的變化。而影響這些參數(shù)改變的因素是很多的,其中主要有緯度、海拔高度、溫度、氣壓等。緯度與海拔高度對(duì)重力加速度均有較大影響。由于地球自轉(zhuǎn),不同緯度將受到不同大小的離心力用,使重力加速度在不同程度上減小。南、北極處于地球自轉(zhuǎn)軸附近,重力加速度受影響最小;而在赤道附近,則受影響最大。因此,緯度越高,重力加速度越大,反之愈小。在緯度30°~60°范圍內(nèi),緯度每升高1°,重力加速度大致增加0.086cm/s2在不同的海拔高度,由于地球引力不同,也使重力加速度有所改變。重力加速度隨著。海拔高度增加而減小。此外,同一海拔高度,因地勢(shì)不同,重力加速度的變化也有區(qū)別,山區(qū)比平原變化小,因?yàn)樯奖旧韺?duì)它也有影響。大致上高度每升高1000m,重力加速度約減小0.2~0.25cm/s2不同地點(diǎn)實(shí)際所測(cè)量出的加速度,將同時(shí)反映出以上兩個(gè)因素的綜合影響。
我國若干城市所在緯度、海拔高度和重力加速度g的數(shù)據(jù)。擺鐘在固定地區(qū)工作,重力加速度g是一個(gè)常數(shù),它不會(huì)影響走時(shí),但當(dāng)鐘移到緯度或海拔高度變化的地區(qū)工作時(shí),走時(shí)就會(huì)發(fā)生變化。這時(shí),可以根據(jù)g的變化量g來調(diào)整鐘的快慢。溫度的變化主要引起擺的各部分的尺寸變化,即引用長度的變化,因而改變了振動(dòng)周期。一般材料的線脹系數(shù)是正值,故溫度越高,鐘表走得越慢。
可以用兩種方法來降低或消除溫度變化對(duì)振動(dòng)周期的影響:
1、把鐘表安置在溫度不變或變化很小的環(huán)境中;
2、采用溫度補(bǔ)償裝置。
氣壓改變對(duì)擺的振動(dòng)周期產(chǎn)生影響的原因之一是空氣阻力的改變;原因之二是由于空氣密度改變,造成了擺的重量改變,因而使周期值改變。氣壓升高,周期增大;反之則周期減小。但此影響總的來說不是太大,一般情況下,氣壓變化1mmHg柱所造成的日差變.,化為0.01~0.02s。故對(duì)于一般擺鐘,為了減小氣壓的影響,應(yīng)采用相對(duì)密度大的材料作擺錘,并合理設(shè)計(jì)擺的外形和選擇合理的鐘殼形狀和尺寸,使運(yùn)動(dòng)空間不至于太小,從而減少空氣阻力。
第九節(jié)擺的振動(dòng)周期的調(diào)節(jié)
常用的調(diào)節(jié)鐘擺振動(dòng)周期的方法有兩種:
1、移動(dòng)擺錘法;
2、附加重物法。
移動(dòng)擺錘法:轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整螺母10使擺錘1沿螺桿9上下移動(dòng),從而改變了擺的引用長度。這是一種最常用的調(diào)節(jié)方法。附加重物法應(yīng)用于精度較高的擺鐘中。它是在擺桿1上固定一個(gè)托盤2,把重量不同的砝碼3放在托盤上或拿走,可以相應(yīng)地改變周期。加上重物,則周期減??;移去重物,則周期增加。利用這種方法,可以在鐘表不停止運(yùn)動(dòng)的情況下調(diào)節(jié)周期。有些擺鐘同時(shí)采用兩種調(diào)節(jié)周期的方法,第一種方法用于粗調(diào),而后一種方法用于精調(diào)。
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