欢迎访问宁夏科技馆官网 设为首页 加入收藏

魅•数学

您当前的位置:首页  > ">展区展示  > 魅•数学

蛇摆

2015/3/24 19:50:07 人评论 次浏览



一、展品科学原理

蛇摆即摆波,它用优美的方式诠释单摆的摆长与周期的关系。当单摆开始摆动后,过了一段时间后会回到原出发状态;蛇摆由多个排成一列的摆长渐变的单摆组成,由于单摆的周期只取决于摆线长度,因此每个单摆的周期不同,而相邻单摆间的频率差相等,所以当他们同时摆动后,在空间的排列呈现周期性的变化。

二、展品拓展内容

蛇摆摆动的这个原理最早是著名物理学家伽利略发现的,有一次他发现教堂上的吊灯因为风吹而不停的摆动,尽管吊灯的摆动幅度越来越小,但每一次摆动的时间近乎相等。于是他就利用自己的脉搏来计时,发现不论摆动的幅度大些还是小些,完成一次摆动的时间都是一样的,于是将其命名为“摆的等时性原理。”

1657年,荷兰的惠更斯利用了这个原理制作出世界上第一台精确的摆钟。摆钟中的单摆会带动齿轮,从而使指针转动,因此指针的转动速度就取决于单摆的摆动周期,而单摆的周期是可以通过调节摆长来改变的,所以只要将摆的长度调节正确,摆钟就能准确的计时。另外在生活中,喜欢玩秋千的人都会发现,同一个秋千不管荡的多高,来回荡一次使用的时间都是一样的,其实秋千就可以看成一个单摆,秋千来回荡一次的时间只与秋千的长度有关,与秋千荡的高度无关也是相同的道理。

三、展品操作程序

观众旋转摇轮使挡板释放处在一条水平线上的小球同时释放,小球开始摆动,随着摆动次数的增加,原本整齐的小球逐渐变成一条曲线在摆动,形似蛇的运动,通过蛇摆的摆动规律,思考摆长和频率的关系。