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單擺【物理科普】誰說單擺只能用來玩催眠的~

2021-04-30 13:06:59 奇聞趣事單擺,單擺,地球,沙盤,軌跡

說到單擺，我立馬想到“催眠師”手里的懷表~

也就是說，單擺一個完整振動的周期只與擺長和重力的局部加速度有關(guān)。

因此，利用等時性，讓擺控制擒縱叉，從而控制棘輪在同一時間內(nèi)轉(zhuǎn)過同一角度。當(dāng)然，這就是為什么我們總能聽到滴答的聲音。

設(shè)備如圖:

最后，(進(jìn)入我們今天的話題)

單擺驗(yàn)證了一個大事實(shí):“地球在旋轉(zhuǎn)?！?/p>

當(dāng)然，我知道肯定有很多人認(rèn)為我們飛到了地球之外，看到了地球在自轉(zhuǎn)，從而證實(shí)了地球在自轉(zhuǎn)~(嘿~)

好吧，故事是這樣的:1851年，法國物理學(xué)家福柯在法國巴黎萬神殿的最高穹頂下建立了一個單擺，擺長67米，擺重28公斤，懸掛點(diǎn)是專門為了減小摩擦力而設(shè)計(jì)的。

所以基本上不受地球自轉(zhuǎn)影響而擺動，擺動時間很長。鐘擺下面是一個巨大的沙盤。每當(dāng)擺錘經(jīng)過沙盤的時候，擺錘上的指針就會在沙盤上留下一條移動的軌跡。根據(jù)日常生活的經(jīng)驗(yàn)，這個巨大的鐘擺應(yīng)該在沙盤上畫出獨(dú)特的軌跡。然而實(shí)際現(xiàn)象并非如此。鐘擺每經(jīng)過一個周期，在沙盤上畫出的軌跡就會偏離原來的軌跡(準(zhǔn)確的說是在直徑6米的沙盤邊緣，兩條軌跡相差3 mm左右)。

地球這么復(fù)雜，要簡化模型。(先砸地球~)

于是地球變成了，呃~圓盤~ ~然后我們在這個圓盤上的某一點(diǎn)，也就是地球北半球，掛一個單擺。

好了，轉(zhuǎn)盤面，擺盤，站在上帝的角度觀察~你能觀察到什么？(上帝的視角是指從北半球正上方往下看，=，=)

接下來，地球逆時針轉(zhuǎn)動一個角度后，

單擺因?yàn)槭艿厍蜃赞D(zhuǎn)影響小，所以按原來的方向振動。但是左聲道和原聲道明顯有夾角。

那么，認(rèn)真對待地理的孩子也應(yīng)該馬上意識到，單擺軌跡之所以會改變，其實(shí)是因?yàn)椤暗刭|(zhì)導(dǎo)向力”的作用~?。?知識點(diǎn)關(guān)聯(lián)很好~)

地球是一個非慣性參照系，因?yàn)榈厍蛟谛D(zhuǎn)，在自轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)我們以地球?yàn)閰⒄障涤^察物體的運(yùn)動時，我們會發(fā)現(xiàn)物體又受到一種力的作用。在物理學(xué)上我們稱之為“科里奧利力”(PS:大學(xué)力學(xué)必修，o)，地理科學(xué)領(lǐng)域的地質(zhì)導(dǎo)向力是沿地球表面方向的科里奧利力的一個分量。