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為什麼鍾擺高低不影響時間

發布時間: 2025-06-22 03:39:12

A. 生活中有大鍾擺有小鍾擺,可是為什麼大小鍾擺能保持一致

搜集來的擺鍾的原理,與大小無關!

擺鍾的原理
是利用單擺的等時性。正是這種性質可以用來計時。 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於繩子的擺長和重力加速度。地球重力加速度固定,控制擺長可以調整周期來計時。
[編輯本段]工作原理
擺鍾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。而擺的振動周期 T=2π(l/r)^0.5
一般來說,擺的重量是確定的,調節擺的引用長度(l)即可調整擺的振動周期。擺的引用長度減短,時鍾變快;反之則變慢。對精密擺鍾,也有用附加重物法來微調擺的振動周期。擺鍾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生變化從而影響其振動周期。擺鍾放置在不同溫度和氣壓的環境中,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,擺脹長而鍾變慢;反之則擺縮短而鍾變快。因此,精密擺鍾常用不同的線脹系數的材料製成溫度補償管,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,精密的擺鍾常將擺安裝在恆壓的殼體中,以消除氣壓影響。
擺的振動幅度影響到鍾的等時性。振幅愈小,振幅變化所造成的日差(見鍾表日差)變化愈小,即等時性愈好,因而精密擺鍾常採用長擺桿小擺幅。但是,小擺幅對外界來的震動和撞擊很敏感,因而對安裝環境要求很高。擺鍾的走時日差一般可以達到20秒/天以內,精密擺鍾達千分之幾秒。
擺鍾是機械鍾。有的石英電子鍾雖然也裝有擺錘或扭擺,但只起裝飾作用
[編輯本段]天文擺鍾
astronomical clock
利用擺的機械振盪產生穩定頻率,以此作為頻率標准製成的計時儀器。16世紀中葉C.惠更斯根據伽利略發現的擺的等時性原理,發明了擺鍾。擺鍾是天文觀測中的計時工具,也是時間服務中的守時工具。早期擺鍾的走時誤差約每天0.1秒;經過不斷改進,到20世紀20年代誤差約每天幾毫秒,當時的天文學家曾依據天文擺鍾指示的相對均勻的時間發現了地球自轉的不均勻性。當鍾擺在一定的幅度內擺動時,其周期只與擺長有關,擺長隨溫度的變化給走時帶來誤差。克服這一缺陷的途徑在於穩定擺桿的長度,採取的措施有:擺桿用溫度系數小的材料(如銦鋼、石英等)製造或用兩種膨脹系數不同的金屬(如黃銅和鋼)熔合在一起以補償溫度變化,而且將鍾安放在恆溫室內 ,罩入真空罩中 ,實行鍾體(母鍾)與鍾面(子鍾)分離,由母鍾控制子鍾指示時刻。20世紀50年代初期,天文擺鍾已完全由精度更高的石英鍾取代。
參考資料:http://ke..com/view/335560.htm

B. 鍾擺每來回擺動一次的時間是相等的嗎

鍾擺的擺動是利用其等時性而工作的。所以每擺動一次的時間是相等的。

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