擺鐘原理

　　導(dǎo)讀：在現(xiàn)代生活中，幾乎很少見到擺鐘的身影了，但是早些年前大多數(shù)鐘都是擺鐘，擺鐘的實(shí)現(xiàn)其實(shí)是蘊(yùn)含著一定的物理知識(shí)的，本文就為大家詳細(xì)介紹擺鐘原理。

一、擺鐘原理- -簡介

　　擺鐘，英文名稱為astronomical clock，是1657年基于單擺定律制造的一種時(shí)鐘，通過擺錘控制其它器件，使得鐘可以走的快慢均勻。

二、擺鐘原理- -結(jié)構(gòu)

　　擺鐘主要由走時(shí)部分、打點(diǎn)部分、指針部分和打點(diǎn)控制部分四部分構(gòu)成。

　　走時(shí)部分包括頭輪、二輪、三輪、四輪、擒縱輪、擒縱叉、擺錘組件等。其中，頭輪用于為走時(shí)部分提供能源;二輪、三輪、四輪都是傳動(dòng)輪;擒縱輪與傳動(dòng)輪結(jié)構(gòu)大致相同，由輪軸、輪片、銷輪構(gòu)成;擒縱叉用于接過擒縱輪并送出去;擺錘組件指的是擺錘、擺桿及掛擺裝置。

　　打點(diǎn)部分包括打點(diǎn)條盒輪、打點(diǎn)二輪、打點(diǎn)三輪、打點(diǎn)四輪、打點(diǎn)五輪和風(fēng)輪。打點(diǎn)三輪上有一個(gè)星角輪，當(dāng)輪系轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使得打點(diǎn)軸上的抬止桿不斷地抬起落下，使得錘頭敲擊音簧發(fā)出聲響;風(fēng)輪主要用于調(diào)節(jié)輪系轉(zhuǎn)動(dòng)速度。

　　指針部分包括分輪、跨輪和時(shí)輪。

　　打點(diǎn)控制部分包括二角凸輪、十二角凸輪、扇形齒、抬閘杠桿、開關(guān)杠桿、撥齒凸輪等。由于擺鐘每隔半小時(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)來控制。

三、擺鐘原理

　　擺鐘主要是基于單擺原理來完成工作的，即不停地進(jìn)行重力勢(shì)能與動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)化。當(dāng)擺鐘位于最高點(diǎn)時(shí)，其重力勢(shì)能達(dá)到最高而動(dòng)能為零;隨著擺鐘位置的下降，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，直至到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大而重力勢(shì)能為零;之后又反向升高，由動(dòng)能轉(zhuǎn)換為重力勢(shì)能，直至最高點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能最高而動(dòng)能為零;之后擺鐘下降重力勢(shì)能再次轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，進(jìn)行上述兩步的循環(huán)。由于空氣阻力的影響，其最大擺動(dòng)高度會(huì)逐漸降低并最終停在最低點(diǎn)處，因此，為了要保證擺鐘的持久性和穩(wěn)定性，需要為其提供能量。

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