Секундный маятник. Большая энциклопедия нефти и газа

Маятник Часовщик уже собирался чинить маятник часов, когда с удивлением услышал, как маятник заговорил.- Пожалуйста, сэр, оставьте меня в покое, - умолял его маятник. - Этим вы окажете мне большую услугу. Подумайте, сколько раз мне днем и ночью придется отмерять время.

; одна секунда для отклонения от одного крайнего положения до другого и одна секунда для возвращения обратно (частота колебаний 1/2 Гц). Груз маятника подвешен на оси так, что он может свободно качаться . Колебания маятника совершаются под действием силы тяжести , силы упругости и силы трения . Во многих случаях силой трения можно пренебречь, а от сил упругости (либо сил тяжести) абстрагироваться, заменив их связями. После того как маятник смещается в сторону от положения равновесия, благодаря силе земного притяжения он возвращается обратно к положению равновесия. Время одного полного цикла качания маятника, то есть время, затрачиваемое маятником на движение от одного крайнего положения до возврата в то же положение, называется периодом колебаний. Длительность периода качания маятника зависит от его длины, а также, в незначительной степени, от распределения груза (расположение момента инерции относительно собственного центра масс) и амплитуды (размаха) качания маятника.

В 1670 году Уильям Клемент использовал секундный маятник в своей оригинальной версии маятниковых часов Х. Гюйгенса , создав напольные часы, которые могли отсчитывать секунды .

См. также

Напишите отзыв о статье "Секундный маятник"

Примечания

Отрывок, характеризующий Секундный маятник

На другой день князь Андрей поехал с визитами в некоторые дома, где он еще не был, и в том числе к Ростовым, с которыми он возобновил знакомство на последнем бале. Кроме законов учтивости, по которым ему нужно было быть у Ростовых, князю Андрею хотелось видеть дома эту особенную, оживленную девушку, которая оставила ему приятное воспоминание.
Наташа одна из первых встретила его. Она была в домашнем синем платье, в котором она показалась князю Андрею еще лучше, чем в бальном. Она и всё семейство Ростовых приняли князя Андрея, как старого друга, просто и радушно. Всё семейство, которое строго судил прежде князь Андрей, теперь показалось ему составленным из прекрасных, простых и добрых людей. Гостеприимство и добродушие старого графа, особенно мило поразительное в Петербурге, было таково, что князь Андрей не мог отказаться от обеда. «Да, это добрые, славные люди, думал Болконский, разумеется, не понимающие ни на волос того сокровища, которое они имеют в Наташе; но добрые люди, которые составляют наилучший фон для того, чтобы на нем отделялась эта особенно поэтическая, переполненная жизни, прелестная девушка!»
Князь Андрей чувствовал в Наташе присутствие совершенно чуждого для него, особенного мира, преисполненного каких то неизвестных ему радостей, того чуждого мира, который еще тогда, в отрадненской аллее и на окне, в лунную ночь, так дразнил его. Теперь этот мир уже более не дразнил его, не был чуждый мир; но он сам, вступив в него, находил в нем новое для себя наслаждение.
После обеда Наташа, по просьбе князя Андрея, пошла к клавикордам и стала петь. Князь Андрей стоял у окна, разговаривая с дамами, и слушал ее. В середине фразы князь Андрей замолчал и почувствовал неожиданно, что к его горлу подступают слезы, возможность которых он не знал за собой. Он посмотрел на поющую Наташу, и в душе его произошло что то новое и счастливое. Он был счастлив и ему вместе с тем было грустно. Ему решительно не об чем было плакать, но он готов был плакать. О чем? О прежней любви? О маленькой княгине? О своих разочарованиях?… О своих надеждах на будущее?… Да и нет. Главное, о чем ему хотелось плакать, была вдруг живо сознанная им страшная противуположность между чем то бесконечно великим и неопределимым, бывшим в нем, и чем то узким и телесным, чем он был сам и даже была она. Эта противуположность томила и радовала его во время ее пения.

Число циклов гармонического колебания, совершенных за 1 сек, называется частотой этого колебания. Если период маятника равен 1 сек (секундный маятник), то за 1 сек, совершается один цикл и частота равна единице.  

Число циклов гармонического колебания, совершаемых за 1 с, называется частотой этого колебания. Если период маятника равен 1 с (секундный маятник), то за 1 с совершается один цикл и частота равна единице. Единицу частоты называют герцем (сокращенно Гц) - в честь немецкого физика Генриха Герца (1857 - 1894), получившего электрические колебания, о которых мы будем говорить ниже.  

Наконец, Ом можно воспроизвести электромагнитным методом, с помощью которого он и был первоначально определен. Этот метод является значительно более трудоемким, чем определение фута с помощью секундного маятника, и, по-видимому, уступает последнему в точности. С другой стороны, определение электромагнитной единицы, выраженной через Ом, со степенью точности, отвечающей прогрессу электрической науки, представляет собой необычайно важную физическую задачу, вполне достойную повторного исследования.  

Это позволяет выразить меру длины через естественную меру времени. В 1824 г. в Англии был принят закон, установивший единицу длины ярд через длину секундного маятника.  

В) При боры с более высокой разрешающей способностью имеют часто ограниченную область измерений. Для измерений более длинных промежутков времени прибегают к помощи приборов, отмечающих интервалы времени (например, секундный маятник с контактами); при этом или измеряют положение начала и конца исследуемого события на шкале отметок времени, или определяют момент события путем интерполяции между двумя последовательными отметками времени.  

Но предложение определить метр как длину секундного маятника не было принято по той причине, что длина секундного маятника не постоянна. Она зависит от географической широты места наблюдения, или, точнее, от ускорения свободного падения тел, которое в разных точках земной поверхности имеет различные значения.  

Амплитуда синусоидальных незатухающих колебаний материальной точки равна 5 см. Написать уравнение колебаний этой точки, если ее масса равна 10 г, а энергия колебаний в момент начала отсчета времени, когда смещение от положения равновесия было равно 4 см. составляла 3 1 - 10 Дж. Часы с секундным маятником на поверхности Земли идут точно.  

Тем самым доказана полная нестабильность для общих механических систем - как разделяемых по сра, так и неразделяемых по / а. Из этого следует, что всегда существует критический период tc, который зависит от размера неточности начального состояния и за пределом которого невозможны никакие предсказания. В качестве примера разделяемой системы упомянем здесь незатухающий секундный маятник: если его толкнуть с начальной угловой скоростью, определенной с точностью до / юоо, то tc будет порядка 20 часов. Примером неразделяемой системы является идеальный газ. Борель определил, что при относительной ошибке в начальной конфигурации порядка 10 - 100 точное предсказание возможно было бы лишь на доли секунды; отсюда следует, что необходимо и обоснованно рассматривать газ с помощью статистической механики, где требуется применить лишь существование интеграла энергии.  

Едва ли можно считать, что экспериментальная база у Ломоносова была достаточна для решения поставленных вопросов. Гюйгенсом был предложен в качестве физического эталона мер длины (в ту эпоху, когда ускорение свободного падения и, следовательно, длина секундного маятника считались постоянными на всей земной поверхности); этот фут, в частности, был рекомендован в XVIII в. Далеко не сразу признанная на Западе зависимость ускорения свободного падения от географической широты была установлена на территории России акад.  

Нельзя, конечно, и думать о том, чтобы время всегда измерялось при помощи астрономических наблюдений. Для этой цели устраивают специальные инструменты, так называемые часы - механические аппараты, в которых выполняется периодическое движение. Самым простым прибором такого рода является маятник. При этом просто определяют предварительно то число колебаний маятника, которое укладывается в промежутке звездных суток. Маятник, устроенный так, что в этот промежуток попадает как раз 86 164 его колебания, называется секундным маятником. Практические измерения выполняются или с этим аппаратом или с ему подобным. Само собою разумеется, что такие часы необходимо регулярно контролировать астрономическими наблюдениями. Таким образом любой наблюдатель в любом месте может произвести свои собственные измерения времени и, введя соответствующий нуль отсчета, выразить эти измерения для себя определенными числами. Но, понятно, эти отдельные для каждого наблюдателя времена необходимо привести в связь друг с другом. Другими словами, полагали, что универсальное определение времени не только возможно, но что в принципе оно может быть и осуществлено практически. Однако Эйнштейн показал, что в этом утверждении содержится одна очень существенная ошибка.