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(有时甚至有“月相”盘)。
有一个或多个钟锤(如果时钟更现代,会有一个锁眼可用于给时钟内上紧发条——本文将继续以钟锤驱动的时钟为例)。
当然,还有钟摆本身。
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?
钟锤
钟锤的作用是作为一个能量存储装置,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。我们一会可以看到,钟利用的正是钟锤下落时的势能驱动机构进行运转。
钟锤
举例来说,我们要利用下落的钟锤设计一个最简单的时钟——只有秒针的时钟。我们想在这个简单的时钟上安装秒针,使它象任何时钟上的正常秒针一样工作,每60秒旋转一周。
我们可以尝试按右图所示的设计,只需将钟锤细绳连接到滚筒,然后将秒针也连接到滚筒上。当然,这并不会起作用。在这个简单的机构中,释放钟锤会导致它快速下落,使滚筒以约1,000rpm(转数/分)的速度旋转,直到钟锤落到地板上。
但是,它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(Christiaan Huygens )被誉为使用钟摆的第一人。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(钟摆来回摆动一次所用的时间)只和钟摆的长度和重力有关。
由于地球上任何特定点的重力都是恒定的,所以影响钟摆运动周期的只有钟摆的长度。重量并不是问题,钟摆摆动的弧长度也不是问题,只有钟摆的长度是决定因素。
不坏的话,可以一直摆下去的
总有一天会坏掉的,就是损耗品
如果永远摆下去,世界上永动机就造出来了!不上发条或者没有电池 ,您试一下看能摆多久!这个问题只好这样回答,可能您不满意!