振り子時計はどのように動作するのですか?

私たちの生活には、コンサートを観ているときに何万人もの人々が音楽の音に合わせて徐々に左右に揺れたり、同時にたくさんのホタルが明るく輝いたりするなど、私たちの生活の中にたくさんの興味深い現象があることに気づいているかどうかわかりません。夏の闇夜の時間、同時に外出し、同時に森に花が咲き、女性が長く一緒にいると大叔母の時間が同期するとも言われています。 、実際、これらの規則的な現象は同期現象です。

この現象の存在は科学実験でも証明されており、吊り下げた木の板の上に多数のメトロノームを置き、ランダムに左右に投げると、振り始めから振り終わりまでメトロノームが無秩序に揺れます。完全に同調しており、この実験はスウィングの同調現象です。

そして、同じ振動ですが、もう一つの現象として振動の等時性があり、私たちが生活の中で使っている振り子時計は、この振動の等時性を利用して作られています。

振り子時計は正確に時を刻むことができる最古の時計であり、単振り子の法則に基づいて作られており、誕生から300年以上の歴史があり、現在でも多くの家庭で使われています。

振り子の等時性
日常生活や制作の中で、物体がロープで吊るされた後、推力を加えて左右に繰り返し揺れる動作が規則的に行われていることに気づきますが、これが単振り子です。

振動の過程では、物体にかかる推力が異なるため、物体の揺れ方も異なります。そのため、振動の振幅も異なります。物体にかかる推力が大きい場合、振動の振幅も大きくなります。 、推力が小さいと振動の振幅も小さくなります。

物体が片側の最高点までスイングすると、重力の影響で再びスイングし、最低点に到達すると、物体は運動の慣性により停止せず、最下点を通過してスイングします。反対側の最も高い位置に到達すると、重力の作用で加速して停止し、再び揺動して戻ります。物体は 2 つの高い点の間で前後に揺れます。

振り子のロープが同じ長さであるという前提の下では、スイングを完了する時間はまったく同じになります。これは、物体自体の重さや左右のスイングの振幅とは何の関係もありません。つまり、同じ物体に及ぼす推力が大きくても小さくても、その物体が一週間揺れるのに要する時間は同じである、これが振り子の等時性であり、この等時性があるからこそできるのである。振り子には時を刻む能力があるということ。