單擺等時性是怎麼被發現的,單擺等時性是誰發現的?

2021-08-11 05:08:02 字數 2706 閱讀 4053

1樓:漫閱科技

伽利略是一位虔誠的天主教徒,每週都堅持到教堂做禮拜。2023年的一天,教堂裡一個被修理工無意碰到而擺動起來的大吊燈引起了伽利略的注意。他的腦海裡突然閃出測量吊燈擺動時間的念頭。

憑著自己學醫的經驗,伽利略以脈搏計時,同時數著吊燈的擺動次數。

起初,吊燈擺動速度較大,過了一陣子,吊燈擺動的幅度變小了,擺動速度也變慢了,直到停止了擺動。令伽利略驚奇的是每次測量的結果都表明來回擺動一次需要相同的時間。通過這些測量伽利略發現:

吊燈來回擺動一次需要的時間與擺動幅度的大小無關,無論擺幅大小如何,來回擺動一次所需時間是相同的。即吊燈的擺動具有等時性,這就是伽利略最初的發現。

伽利略的試驗並沒有就此結束,回到房間後,他到處尋找試驗所需要的東西。他找來絲線、細繩、大小不同的木球、鐵球、石塊,用細繩的一端繫上小球,將另一端系在天花板上。這樣,一個單擺就做成了。

用這套裝置,伽利略繼續測量擺的擺動週期。試驗證明,無論用銅球、鐵球,還是木球,只要擺長不變,單擺來回擺動一次所用時間就相同。這表明單擺的擺動週期與擺球的質量無關。

為了找出決定擺動週期的因素,伽利略繼續從試驗中尋找答案。多次試驗之後,伽利略發現利用不同的擺長,可以十分簡便地得到不同的擺動週期。由此可見,擺的長度是影響擺動週期的惟一因素。

在實驗基礎上通過嚴密的邏輯推理,伽利略證明了單擺週期與擺長的平方根成正比,與重力加速度的平方根成反比。

但讓伽利略沮喪的是,他始終無法對自己發現的這一奇妙規律給出一個明確合理的解釋。直到100多年後,當牛頓發現地心引力時,這個規律才有了圓滿的解釋。

但是伽利略很快就發現可以利用擺來製造一臺精確的時鐘,而這個建議也一直未被採納。直到2023年第一架擺鐘出現以前,人們仍然經常為短時間計時而感到困難,不得不用脈搏或水滴來粗略地計時。

2樓:匿名使用者

因為重力加速度是一致的,牛頓第二定律說的很明白,物體所受的力和它的質量成正比,那麼擺動的單擺質量越大,相應的所受的重力越大,他的勢能越大,下落的速度就大,但是根據牛頓第三定律,受擺線的牽制的力也越大,在他下落時,相當於作了一個近似於圓周的運動,所以,在重力,自身的勢能,擺線的牽制的力這三者的共同作用下,單擺實際上是在做近似於圓周的向心力和離心力平衡的運動,根據牛頓第一定律,物體在不受外力或者收的外力和為零的情況下,保持靜止或者勻速直線運動,這裡的單擺,所受的力是擺線的力,和自身的重力,其和為指向運動方向的反方向的一個力,單擺擺得越高,力的值就越大,促使單擺向相反方向運動,這個週期如果沒有耗散功的話,單擺的週期是定值。但是實際生活中,單擺是會越擺越慢的,最後停止。

單擺等時性是誰發現的?

3樓:北京理工大學出版社

伽利略是一位虔誠的天主教徒,每週都堅持到教堂做禮拜。2023年的一天,教堂裡一個被修理工無意碰到而擺動起來的大吊燈引起了伽利略的注意。他的腦海裡突然閃出測量吊燈擺動時間的念頭。

憑著自己學伽利略的擺鐘模型醫的經驗,伽利略以脈搏計時,同時數著吊燈的擺動次數。

起初,吊燈擺動速度較大,過了一陣子,吊燈擺動的幅度變小了,擺動速度也變慢了,直到停止了擺動。令伽利略驚奇的是每次測量的結果都表明來回擺動一次需要相同的時間。通過這些測量伽利略發現:

吊燈來回擺動一次需要的時間與擺動幅度的大小無關,無論擺幅大小如何,來回擺動一次所需時間是相同的。即吊燈的擺動具有等時性,這就是伽利略最初的發現。

伽利略的試驗並沒有就此結束,回到房間後,他到處尋找試驗所需要的東西。他找來絲線、細繩、大小不同的木球、鐵球、石塊,用細繩的一端繫上小球,將另一端系在天花板上。這樣,一個單擺就做成了。

用這套裝置,伽利略繼續測量擺的擺動週期。試驗證明,無論用銅球、鐵球,還是木球,只要擺長不變,單擺來回擺動一次所用時間就相同。這表明單擺的擺動週期與擺球的質量無關。

為了找出決定擺動週期的因素,伽利略繼續從試驗中尋找答案。多次試驗之後,伽利略發現利用不同的擺長,可以十分簡便地得到不同的擺動週期。由此可見,擺的長度是影響擺動週期的惟一因素。

在實驗基礎上通過嚴密的邏輯推理,伽利略證明了單擺週期與擺長的平方根成正比,與重力加速度的平方根成反比。

但讓伽利略沮喪的是,他始終無法對自己發現的這一奇妙規律給出一個明確合理的解釋。直到100多年後,當牛頓發現地心引力時,這個規律才有了圓滿的解釋。

但是伽利略很快就發現可以利用擺來製造一臺精確的時鐘,而這個建議也一直未被採納。直到2023年第一架擺鐘出現以前,人們仍然經常為短時間計時而感到困難,不得不用脈搏或水滴來粗略地計時。

伽利略的擺鐘模型

單擺等時性的原理

4樓:楚羽仲濤

單擺週期公式t=2ω√l/g

通過公式可以看出單擺擺動週期只與擺長有關,而與其質量無關。

5樓:唸書宦詩珊

重力加速度一樣,重物都是在同一高度下落(不計阻力)繩的拉力不做功,所以下落到最低點時的時間一樣。

單擺運動的等時性的證明

6樓:匿名使用者

可以根據對稱性來證明 根據能量守恆 每個擺動週期的過程中受力以及初始狀態是完全一樣的 那麼每個週期的運動時間也是一樣的

單擺等時性的原理

7樓:帛釗韶爾風

重力加速度一樣,重物都是在同一高度下落(不計阻力)繩的拉力不做功,所以下落到最低點時的時間一樣。

8樓:善琪留雨

單擺週期公式t=2ω√l/g

通過公式可以看出單擺擺動週期只與擺長有關,而與其質量無關。

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