Маятниковый регулятор

Маятник как регулятор часового механизма может быть применен только в часах, которые установлены неподвижно, т. е. в напольных, настенных и настольных часах.

Математический маятник. Под математическим маятником (рис. 118) понимают невесомый и нерастяжимый стержень (нить), к одному концу которого подвешен груз.

Остановленный маятник находится в положении равновесия. При получении энергии извне маятник будет совершать колебательное движение, отклоняясь от положения равновесия на определенный угол. Угол ср, на который отклоняется маятник от равновесного положения, называется амплитудой колебания. Время, в течение которого маятник совершает одно полное колебание, т. е. из одного крайнего положения перемещается в другое и обратно, пройдя два раза через положение равновесия, называется периодом колебания. Период колебания маятника выражается в секундах, а амплитуда — в градусах.

Периоды колебания одного и того же маятника равны между собой.

Период колебания маятника Т определяется по формуле

Маятниковый регулятор

где Т — период колебания, с; L — длина маятника, м; g — ускорение силы тяжести, Маятниковый регулятор

Из формулы видно, что период колебания маятника прямо пропорционален длине маятника и обратно пропорционален ускорению силы тяжести. Так как в формуле переменной величиной является длина маятника, то и период колебания будет зависеть только от длины маятника и не будет зависеть от амплитуды колебаний. Независимость периода колебаний от амплитуды называется изохронностью. Приведенная формула справедлива лишь при небольших амплитудах колебаний маятника (до Маятниковый регулятор ). При увеличении амплитуды колебаний период определяется по формуле

Маятниковый регулятор

где Маятниковый регулятор — амплитуда колебания маятника.

В эту формулу входит амплитуда колебания, т. е. период зависит не только от длины, но и от амплитуды колебания маятника. Следовательно, при больших амплитудах изохронизм нарушается.

Маятниковый регулятор

Рис. 118. Математический маятник

Маятниковый регулятор

Рис. 119. Физический маятник

Под действием сил трения (трение в точке подвеса и сопротивление воздуха) колебания маятника будут постепенно затухать и через некоторое время, если не будет нового импульса, маятник остановится в положении равновесия.

Физический маятник. Физический маятник представляет собой твердое тело, имеющее неподвижную горизонтальную ось (ось подвеса) и могущее под действием собственного веса совершать вокруг этой оси движения колебательного характера (рис. 119).

При малой амплитуде колебания период колебания физического маятника определяют по формуле Маятниковый регулятор где 1.прив — приведенная длина физического маятника, м; g-ускорение силы тяжести, м1с2.

Маятниковый регулятор

Рис. 120. Виды подвесов маятника:

а — в дешевых часах, б — в часах Рифлера, в — в часах повышенного качества, г — в точных часах

Приведенной длиной физического маятника называется длина математического маятника с таким же периодом колебания, как и данный физический маятник. Эта формула справедлива лишь при небольших амплитудах. При увеличении амплитуды колебания период определяется по формуле, приведенной для математического маятника.

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

Добавить изображение