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关于垂直大摆钟的原理问题解析
时间:11-05-2017  浏览:801

  您是否见过大座钟和小机械闹钟的内部结构,看过所有的齿轮和弹簧发条后,是否会想,“哇——这么复杂!?”虽然时钟通常非常复杂,但您不必觉得困惑或不可思议。事实上,了解垂直大摆钟的工作原理时,您可以想象时钟设计者们是如何面对和解决大量有趣的问题,并设计出准确的计时设备的。本文将帮助您了解关于大摆钟的一些原理上的问题,所以下次看到摆钟内部结构时您就会明白一切了。

大摆钟

  一、摆钟部件

  从1656年起,人们便开始使用摆钟计时了,但是此后摆钟的发展一直没有太大的变化。摆钟是第一款具有一定精确度的时钟。如果从外部观看摆钟,可以发现几个对所有时钟的机械装置而言都很重要的部件:

  ●时钟的表面、时针和分针。

  ●有一个或多个钟锤。

  ●钟摆本身。

  大多数挂钟都有钟摆,每秒钟摆动一次。小布谷鸟钟的钟摆可以每秒钟摆动两次。大座钟的钟摆每两秒钟摆动一次。那么,这些部件如何协作以保持时钟运行和时间准确呢?

  二、钟锤

  钟锤的作用是作为一个摆钟的能量存储装置存在的,因此时钟可以在无人值守的情况下运行相对较长的时间。为钟锤驱动的时钟上紧发条时,可以拉紧绳索提起钟锤。这会在地球重力场的作用下赋予钟锤势能。我们可以看到,摆钟利用的正是钟锤下落时的势能驱动机构进行运转。

  但是,摆钟重锤会在正确的方向前进。举例来说,我们在滚筒上放置某种摩擦装置——某种制动衬片或可以让滚筒减速的东西。这会起到作用。我们当然能根据使秒针每分钟旋转一周的摩擦力来设计某种方案。但它只能是近似值。随着空气温度和湿度的变化,装置的摩擦力也会改变。因此,秒针不会保持非常好的准确性。

  因此,追溯到17世纪,希望制造出准确时钟的人们曾努力解决如何使秒钟每分钟旋转一周的问题。荷兰天文学家克里斯琴•惠更斯被誉为将钟摆运用到摆钟上的第一人。由于钟摆具有非常有趣的特性,因此非常有用:钟摆摆动的周期只和钟摆的长度和重力有关。

  三、手表显然没有像摆钟一样用钟摆,那么它们是如何计时的?

  钟摆是一个周期性的机械系统,有着准确的周期。还有具有相同特性的其他机械系统。例如,发条上的钟锤振动具有精确的周期。另一个例子是轴上带发条的摆动轮。这种情况下,发条会使摆动轮在轴上来回旋转。大多数机械手表都采用摆动轮或弹簧发条设计。

  四、摆钟的钟锤驱动和发条驱动的时钟之间有什么区别?

  实际上没有区别。两种时钟都是靠重力和发条存储能量。发条驱动的时钟可以对发条上弦,并且它具有和钟锤驱动的时钟相似的发条走松齿轮系。

  五、大座钟上月相盘的工作原理是什么?

  与摆钟的时间呈现方式相同,月相盘的运作和钟表的针一样。钟表上的分针的运转速度是每小时旋转一周,时针运动的速度是每12小时旋转一周。月相盘运动的速度是每56天左右旋转一周。月球的自转周期是28天,因此月相盘上通常有两个月亮。

  以上就是关于垂直大摆钟的一些原理上的问题以及相关专业解析,这篇文章当然不能使您完全理解到摆钟内部的复杂结构及原理,但是相信看完这些基本原理,您会对摆钟有一个更全面的认识。


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