如何使用摆锤(use a pendulum)
方法1方法1/3：了解基本摆
- 1现在，摆锤是自由悬挂在绳子末端的重物。在开始使用钟摆之前，您需要知道它是什么以及它是如何工作的。幸运的是，钟摆只不过是一个可以来回摆动的悬挂重物。绳子固定在一个固定点上，因此只有重物和绳子在移动。将吊坠项链或溜溜球的末端夹在手指之间，移动底部的“砝码”。你做了第一个钟摆！摆锤的一个常见例子是落地钟中的大摆锤。
- 2使用摆锤时，将重物向后拉并松开。确保你一直在训练绳子，并且在不推绳子的情况下释放重量。重量会来回摆动，回到与你放下重量时大致相同的高度。如果没有任何事情使钟摆减速或改变方向，钟摆将永远摆动。实际上，摩擦力和空气阻力等外力会使钟摆减速。
- 3用绳子、电池和标尺制作单摆，以便更好地理解。如果你通过实践活动学习，或者想教孩子钟摆是如何工作的，你可以快速制作一个钟摆来进行实验：将绳子的一端系在标尺或民意测验的中间。将另一端系在电池或其他小重物上。在两张相同的椅子的靠背上平衡标尺，这样电池就可以自由悬挂在它们之间，并且可以在不撞击任何东西的情况下摆动。拿起电池，保持线绷紧，然后松开，使其来回摆动。
- 4识别钟摆的科学词汇。像大多数科学研究一样，只有知道描述钟摆的词语，才能理解和使用钟摆。振幅：摆锤达到的最高点。鲍勃：钟摆末端重量的另一个名称。平衡：钟摆的中心点；当重量不移动时，重量停留在该位置。频率：钟摆在规定时间内来回摆动的次数。周期：移动钟摆返回同一点所需的时间。
方法2方法2/3：使用钟摆教授基础物理
- 现在，摆锤实验是教授科学方法的好方法。自古希腊人以来，科学方法一直是科学研究的支柱，钟摆很容易摆弄，并能立即看到结果。在进行以下任何一项实验时，花时间制定一个假设，谈论你正在测试的变量，并比较结果。始终进行5-6次实验，以确保结果一致。记住一次只能做一个实验——否则你就不知道是什么改变了钟摆的摆动。
- 2改变绳子末端的重量，教授重力。了解重力效应的最简单方法之一是通过钟摆，结果可能会让你大吃一惊。要查看重力的影响：将钟摆向后拉10厘米，然后松开。用秒表计时钟摆的周期。重复5-10次。在摆锤上加一个较重的摆锤，然后重复实验。周期和频率将完全相同！这是因为重力对所有权重的影响相等。例如，一便士和一块砖头将以相同的速度下落。
- 3改变你放下重量的位置，了解振幅。当你把绳子拉得更高，你就增加了摆锤的振幅，或者说高点。但这会改变钟摆回到你手上的速度吗？重复上述实验，但这次将钟摆向后拉20厘米，而不是改变重量。如果所有操作都正确，钟摆周期不会改变。改变振幅不会改变频率，这一事实在三角学、声学和许多其他领域都会派上用场。
- 4改变绳子的长度。重复上面的实验，但不要改变你增加了多少重量或降低了多少重量，而是使用更短或更长的绳子。这次你肯定会注意到一个变化。事实上，改变弦的长度是唯一能改变钟摆周期和频率的东西。
- 5深入学习摆锤物理学，了解惯性、能量传递和加速度。对于年纪较大的学生或有抱负的物理学家来说，摆是学习加速度、摩擦力和三角学之间关系的好方法。搜索“摆方程”，或设计自己的实验来找到它们。需要考虑的一些问题：鲍勃在最低点的移动速度有多快？在任何一点上，你是如何计算鲍勃的速度的？摆锤在任何一点上有多少动能？要获得帮助，请使用以下等式：动能=.5 x摆锤质量x速度2如何根据弦的长度预测摆锤的周期？
方法3方法3/3：使用摆进行测量
- 1调整字符串长度以测量时间。当把绳子拉得更远，改变重量不会改变周期时，拉长或缩短绳子会改变周期。这就是旧钟的制作方法——如果你完美地改变钟摆的长度，你可以制作一个周期，或者说全摆幅，需要两秒钟。数一数周期数，你就知道已经过去了多少时间。钟摆时钟与齿轮相连，因此每次钟摆摆动时，时钟的秒针都会移动。在外祖父座钟中，单向摆动的重量表示“滴答”，向后摆动表示“滴滴答答”
- 2使用摆锤测量附近的振动，包括地震。地震仪是一种测量地震强度和方向的仪器，是一种复杂的钟摆，只有在地壳移动时才会移动。虽然校准一个只测量板块的钟摆极其复杂，但你可以用笔和纸把几乎任何钟摆变成一个基本的地震仪。用胶带将笔或铅笔固定在钟摆末端的砝码上。将一张纸放在钟摆下，这样笔就能碰到纸并留下痕迹。轻轻摇动钟摆，但不要摇动绳子。摇动钟摆越用力，纸片上的标记就越大。这相当于一场更大的“地震”。真正的地震仪有一张旋转的纸，这样你就可以看到地震随时间的力量。早在公元132年，中国就用钟摆测量地震。
- 3使用一种称为福柯摆的特殊摆来证明地球自转。虽然人们知道地球绕着它的轴线旋转，但福柯的钟摆是这一概念最早的可见证据。要复制它，你需要一个大的钟摆，至少16英尺长，重量超过25磅，以最小化外部变量，如风或摩擦力。让你的钟摆动起来，移动足够的距离，这样它就能摆动很长时间。随着时间的推移，你会注意到钟摆的摆动方向与你开始的方向不同。这是因为当摆锤下面的地球旋转时，摆锤沿直线移动。在北半球，钟摆将顺时针移动，在南半球，钟锤将逆时针移动。虽然复杂，但你可以用福柯摆来计算你的纬度，用三角方程。
- 如果你想制作一个更精确的钟摆，可以使用另一根绳子将重量保持在所需的高度。烧掉绳子的末端以“放下”重量。这可以防止您在松开时意外地将重量向前或向一侧推。
- 你可能需要两个人来精确地进行这些实验——一个用钟摆，另一个用来计时。
- 有些人认为钟摆也有特殊的占卜能力。
- 发表于 2022-08-11 02:50
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- 分类：综合
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