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钟摆是怎么发明的

发布时间:2020-12-26 03:06:33

A. 摆钟是怎样发明

对改进早期机械钟作出重大贡献的,是伟大的意大利科学家伽利略。他发现了摆的等时性原理。关于等时性原理,我们可以简单地作这样解释:当摆(单摆)获得一定动能时,它便从静止位置“0”向位置“1”运动,摆不断升高,到达最高点“1”以后,速度为零;随后又在重力作用下向下运动。经过“0”时,它的速度最大,然后摆向位置“2”,达到最高点位置“2”时速度为零,以后又在重力作用下往回摆动。实验证明,它每摆动一周,所经历的时间都是相等的,这就叫摆的等时性原理。

摆的均匀摆动是人们继滴漏之后发现的一种真正的人造周期运动。从17世纪早期起,西方的工艺家们便把它运用到时钟上,作为稳定的“定时器”,使机械钟能够指示出“秒”,从而把计时精度提高了近100倍。

随着社会生产力的发展,世界上使用齿轮机械的计时器诞生了。最早的要算是我国宋朝苏颂等人发明的“水运仪象台”,国际上称之为“苏颂钟”,计时甚为精巧。1955年英国剑桥大学教授德里克·丁·德索拉·普顿斯与李约瑟在追溯钟的家世时,认为苏颂钟是现代天文钟的鼻祖。

摆钟是17世纪时才发明的。相传意大利天文学家伽利略在年轻的时候,有一次到教堂中去念圣经时,看见主教台上的吊灯在摆动。他就数自己脉博跳动的次数,来计量吊灯来回摆动的时间,发现了吊灯来回摆动一周的时间是一样的,也就是摆动周期不变,这个规律叫做摆的等时性。后来伽利略根据摆的等时性原理,在1640年设计了摆钟。它的结构虽然简单,但是现在的摆钟就是从它发展起来的。

历史上头一个制作出实用的摆钟的人是荷兰的惠更斯。他在1656年做的一个摆钟,比当时的任何钟都准确。两年之后,1658年,英国科学家虎克制造了有摆轮的怀表。167年英人丹尼索·勒康制成的怀表有两根针(时针与分针),表面直径约6厘米,便于携带。

最初的钟表只有一根时针,公元1550年前后增加了分针,1760年才出现秒针。3根针的出现,表明钟表制造技术已经有很大的提高。

最精确的钟表是天文台上的天文钟。天文钟有好几种,最有名的是里弗列尔钟与邵特钟。普通的摆钟是放在空气中,由于空气的温度、气压、湿度等的变化,会影响摆的摆动周期,使钟走得不那么均匀准确。里弗列尔钟是放在玻璃罐中,罐中的空气已大都抽空(真空),减少了气压变化的影响。再将钟放在很深的地下室内,那里一年中的温度变化不超过1度,能使钟运行得十分均匀。里弗列尔钟在一昼夜中的变化约为1/100秒。

更精确的天文钟是邵特在1920年发明的钟(称之为邵特钟)。它的特点是有两个摆。一个是自由摆,它控制子钟的摆,强迫它和自己同节拍地摆着。子钟的摆与钟表机械连在一起,指示时间。邵特钟走一昼夜的误差在1/1000秒左右。邵特钟被认为是机械钟表中最好的一种。

天文钟都存放在恒温恒压的地下室内,人们不轻易到那里去(因为人的体温与呼吸会改变地下室内的温度),那么,怎么知道时间呢?原来,天文钟都另设有一个钟面,它用电线与地下室内工作的母钟连系,这个地面上的钟(叫工作钟或子钟)的时刻与母钟的时刻是一致的,人们只要看地面上的工作钟,就知道时刻,真可说是“上下一条心”。

邵特钟的精确度是很高的,人们曾经利用它发现了地球自转的不均匀性。但是它还不是最高的,而且它也害怕震动,一次不大的地震就会使摆钟停顿或走得不准确。

B. 伽利略发明那个钟摆原理有什么应用的啊

伽利略
Galileo (1564~1642)
----意大利天文学家、力学家、哲学家。 1564年2月15
日生于比萨,1642年1月8日卒于比萨。伽利略家族姓伽
利莱(Galilei),他的全名是Galileo Galilei,但现已
通行称呼他的名Galileo,而不称呼他的姓。
----生平 伽利略1572年开始上学,1575年随家迁居佛
罗伦萨进修道院学习。1589年被聘为比萨大学的数学教
授。1591年到威尼斯的帕多瓦大学任教。1609年回佛罗
伦萨,1611年到罗马并担任林嗣科学院的院士。1633年
2月以“反对教皇,宣扬邪学”被罗马宗教裁判所判处终
身监禁。1638年以后,双目逐渐失明,晚景凄凉。1642
年1月8日逝世。三百多年后,1979年11月10日,罗马教
皇不得不在公开集会上宣布:1633年对伽利略的宣判是
不公正的。1980年10月又提出重审这一案件,并在罗组
成一个包括不同宗教信仰的世界著名科学家委员会来研
究伽利略案件的始末,研究科学同宗教的关系,研究伽
利略学说的科学价值及其对现代科学思想的贡献。
主要贡献 可分下列三个方面:
①力学 伽利略是第一个把实验引进力学的科学家,
他利用实验和数学相结合的方法确定了一些重要的力学
定律。1582年前后,他经过长久的实验观察和数学推算,
得到了摆的等时性定律。接着在1585年因家庭经济困难
辍学。离开比萨大学期间,他深入研究古希腊学者欧几
里得、阿基米德等人的著作。他根据杠杆原理和浮力原
理写出了第一篇题为《天平》的论文。不久又写了论文
《论重力》,第一次揭示了重力和重心的实质并给出准
确的数学表达式,因此声名大振。与此同时,他对亚里
士多德的许多观点提出质疑。
----在1589~1591年间,伽利略对落体运动作了细致的
观察。从实验和理论上否定了统治千余年的亚里士多德
关于“落体运动法则”确立了正确的“自由落体定律”,
即在忽略空气阻力条件下,重量不同的球在下落时同时
落地,下落的速度与重量无关。根据伽利略晚年的学生
V.维维亚尼的记载,落体实验是在比萨斜塔上公开进行
的,但在伽利略的著作中并未明确说明实验是在比萨斜
塔上进行的。因此近年来对此存在争议。
----伽利略对运动基本概念,包括重心、速度、加速度
等都作了详尽研究并给出了严格的数学表达式。尤其是
加速度概念的提出,在力学史上是一个里程碑。有了加
速度的概念,力学中的动力学部分才能建立在科学基础
之上,而在伽利略之前,只有静力学部分有定量的描述。
伽利略曾非正式地提出过惯性定律(见牛顿运动定
律)和外力作用下物体的运动规律,这为牛顿正式提出
运动第一、第二定律奠定了基础。在经典力学的创立上,
伽利略可说是牛顿的先驱。
----伽利略还提出过合力定律,抛射体运动规律,并确
立了伽利略相对性原理。
----伽利略在力学方面的贡献是多方面的。这在他晚年
写出的力学著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》
中有详细的描述。在这本不朽著作中,除动力学外,还
有不少关于材料力学的内容。例如,他阐述了关于梁的
弯曲试验和理论分析,正确地断定梁的抗弯能力和几何
尺寸的力学相似关系。他指出,对长度相似的圆柱形梁,
抗弯力矩和半径立方成比例。他还分析过受集中载荷的
简支梁,正确指出最大弯矩在载荷下,且与它到两支点
的距离之积成比例。伽利略还对梁弯曲理论用于实践所
应注意的问题进行了分析,指出工程结构的尺寸不能过
大,因为它们会在自身重量作用下发生破坏。他根据实
验得出,动物形体尺寸减小时,躯体的强度并不按比例
减小。他说:“一只小狗也许可以在它背上驮两三只同
样大小的狗,但我相信一匹马也许连一匹和它同样大小
的马也驮不起。”
②天文学 他是利用望远镜观测天体取得大量成果
的第一位科学家。这些成果包括:发现月球表面凹凸不
平,木星有四个卫星(现称伽利略卫星),太阳黑子和
太阳的自转,金星、木星的盈亏现象以及银河由无数恒
星组成等。他用实验证实了哥白尼的“地动说”,彻底
否定了统治千余年的亚里士多德和托勒密的“天动说”。
③哲学 他一生坚持与唯心论和教会的经院哲学作
斗争,主张用具体的实验来认识自然规律,认为经验是理
论知识的源泉。他不承认世界上有绝对真理和掌握真理
的绝对权威,反对盲目迷信。他承认物质的客观性、多
样性和宇宙的无限性,这些观点对发展唯物主义的哲学
具有重要的意义。但由于历史的局限性,他强调只有可
归纳为数量特征的物质属性才是客观存在的。

C. 摆钟是怎么被发明

1657年,荷兰物理学家和天文学家C.惠更斯利用摆的等时性原理发明了摆钟回。后经不断改进,沿答用至今。摆钟可根据用途和要求制成座钟、挂钟、落地钟、子母钟的母钟、天文钟等型式。摆钟的报时方式通常为机械打点报时,也有用电子扩音报时的。近代帝王宫廷中使用的摆钟,常附有一套机械传动机构,以精工制作的人物、山水、飞禽、走兽等活动形象进行报时。

D. 摆钟是谁发明的

1657年,荷兰物理学来家惠更斯首先自把重力引入钟表,做成了世界上第一台精确的摆钟。摆钟不像以前的钟表要另设驱动机构来推动对称横臂,而是由地球重力推动。随着单摆被用于时钟,时钟的精度越来越高,到了17世纪中叶,钟表的最小误差已由每天15分钟,减少到10分钟。精确时钟的出现,使各地区的时间协调统一起来。

E. 发明钟摆的是哪位科学家

克里斯蒂安·惠更斯
克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huygens,1629年04月14日—1695年07月08日),荷兰物理学家、天专文学家和数学家,土属卫六的发现者。他还发现了猎户座大星云和土星光环。他还设计了用来计时的摆钟。

F. 摆钟是根据摆的什么原理发明的

摆钟的原理是利用单摆的等时性。正是这种性质可以用来计时。

而单摆的周期公式是。版时间=圆周率权的2倍乘以(根号下摆长除以重力加速度)

通过公式以及其推导可以看出来,单摆运动靠的是重力,和绳子的拉力。
而摆动的周期仅仅取决于绳子的摆长和重力加速度。

地球重力加速度固定,控制摆长可以调整周期来计时。

G. 钟摆是谁发明的

是伽利略,说是一次伽利略上教堂,看见天顶上的吊灯来回摆动,正好伽利略在摸脉搏,有科学思维的他立刻就意识到吊灯摆动有一定的周期规律性(不得不让人感叹天才的灵性!),回去以后加以研究,总结出钟摆定律。

H. 伽利略的钟摆原理是什么来的

发现历史

1583年伽利略发现摆的等时性。

在意大利的比萨城里,有一个17岁的大学生伽回利略答,当时他正在学医。无意中,他观察到悬在天花板上的挂灯微微晃动。伽利略发现这个挂灯摆动逐渐平息的过程中,每次摆动所用的时间并不改变。这一发现引起了伽利略的思考:是不是其他的摆动也跟吊灯相似,摆动一次的时间跟吊灯摆动幅度的大小没关系?吊灯的轻重又是否不影响摆动一次的时间呢?

回家后,他继续研究,发现并提出了单摆的等时性。

(8)钟摆是怎么发明的扩展阅读:

摆的动力学

伽利略和惠更斯的工作使得人们对摆的运动学已有较充分的认识,并基本上确定了实验与理论相结合的研究方法。但当时因数学的准备不充分,致使摆的动力学,即摆的运动与受力之间关系,尚不清楚。直到自1687年牛顿的《自然哲学的数学原理》问世,才奠定了动力学发展的物理和数学基础,其中也专门论述了摆锤在真空和有阻力介质中的运动问题。

I. 摆钟是怎么被发明的求解

对摆的研究是惠更斯所完成的最出色的物理学工作.多少世纪以来,时间测量始终是摆
在人类面前的一个难题.当时的计时装置诸如日规、沙漏等均不能在原理上保持精确.直到
伽利略发现了摆的等时性,惠更斯将摆运用于计时器,人类才进入一个新的计时时代.
当时,惠更斯的兴趣集中在对天体的观察上,在实验中,他深刻体会到了精确计时的重
要性,因而便致力于精确计时器的研究.当年伽利略曾经证明了单摆运动与物体在光滑斜面
上的下滑运动相似,运动的状态与位置有关.惠更斯继承了伽利略关于摆的研究.他发现,
单摆只是近似等时,真正等时的摆动轨迹不应是一段圆弧而应是一段摆弧.他创造性地让悬
线在两片摆线状夹板之间运动,这样的摆动就是一段摆弧.将这个发现运用于设计之中,惠
更斯于 1656 年造出了人类历史上第一架摆钟,并将它献给了荷兰政府.这架摆钟由大小、
形状不同的一些齿轮组成,利用重锤做单摆的摆锤,由于摆锤可以调节,计时就比较准确.
这台钟的问世标志着人类进入了一个新的计时时代.
1657 年,惠更斯取得了摆钟的专利.1658 年,出版《钟表论》一书,对摆钟的结构作
了说明.惠更斯详细地介绍了制作有摆自鸣钟的工艺,还分析了钟摆的摆动过程及特性,首
次引进了“摆动中心”的概念.他指出,任意形状的物体在重力作用下绕一水平轴摆动时,
可以将它的质量看成集中在悬挂点到重心之间连线上的某一点,这样复杂形体的摆动就可以
简化为较简单的单摆运动了.在研制摆钟时,惠更斯还进一步研究了单摆运动,他制作了一
个秒摆(周期为2 秒的单摆),导出了单摆的运动公式.
后来,惠更斯和胡克还各自发现了螺旋式弹簧丝的振荡等时性,这为近代游丝怀表和手
表的发明创造了条件.

J. 摆钟的发明科学

伽利略首次发现了摆的等时性原理。1656年伽利略逝世后,荷兰天文学家惠更内斯在此原理容的基础上造出了人类历史上第一架摆钟。并将它献给了荷兰政府,这架摆钟由大小形状不同的齿轮组成,利用重锤座版。摆锤,由于摆锤可以调节,即使比较准确,此时人类有了完美的时钟,这种摆钟应用了300多年,直到现在才被电子钟表,石英钟表等所代替。

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