可改变重力加速度值的单摆制造技术

一种可改变重力加速度值的单摆，在支架上固定一横支杆，横支杆上固定一悬线，悬线的下端悬挂一球体，球体为钢球，支架上处于球体的下部设置有电磁铁。本实用新型专利技术用于研究和演示单摆的振动周期和重力加速度之间的关系，通过电磁铁的参与，用磁场改变重力场，用模拟的方法创造了一个重力加速度改变的场景，可以方便地观察单摆的振动周期与重力加速度的关系，显示直观，学生容易动手实验，结构简单，便于推广。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种可改变重力加速度值的单摆，用于研究和演示单摆的 振动周期和重力加速度之间的关系。技术背景在理论上，单摆的振动周期T、单摆的摆长L、重力加速度g三者之间的 关系为周期T和摆长L的平方根成正比，和当地的重力加速度g的平方根成 反比，比例系数为2;r。关系式为T=2;WL/g或g=47c2L/T2，用这个关系式可 测量当地的重力加速度。要定性地观察单摆的振动周期T和摆长L的平方根成正比是很容易的，只 要观察几组不同摆长的单摆，就会明显地观察到悬线长的摆动周期长，悬线短 的摆动周期短。这个现象早已被几百年前的伟大科学家伽利略观察到了，并且 应用到了时钟上。但是，要想观察到周期T和重力加速度g的平方根成反比却 不是那么容易，因为重力加速度只和地球的不同位置以及不同高度有关。在地 球的不同位置，重力加速度的变化并不很明显，即使以地球的赤道和两极相比 较，赤道的重力加速度为9.78米/秒2，两极的重力加速度为9.83米/秒2。 因此，即使能够同时观察到在赤道和两极的两组单摆，也不容易仅仅凭肉眼就 可以分辨哪一个周期长，哪一个周期短。况且我们根本不可能同时观察到分别 在赤道和两极的两组单摆。重力加速度g和高度有关，之间的关系为重力加 速度g和到达地心距离的平方成反比。地球的半径平均为6400000米，如果高 度增加几千米或一万米，相对于巨大的地球半径而言这个数值还是很小的，重 力加速度的减小也是不大的。所以，即使把单摆拿到珠穆朗玛峰上，仅仅用眼 睛来观察，也不会观察到单摆的周期会有明显的变化。要想观察到稍微明显的 变化，必须把单摆拿到1000公里以上的高空，显然，在一般情况下是无法办到 的。因此，现在还没有较好的用以说明单摆的振动周期T和重力加速度g的平 方根成反比的仪器。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种可改变重力加速度值的单摆，用于观察单摆 的振动周期T和重力加速度g的平方根成反比的实验。应用磁场来加强重力场，用模拟的方法使g值发生改变。本技术的目的是以如下方式实现的在支架上固定一横支杆，横支杆 上固定一悬线，悬线的下端悬挂一球体，球体为钢球，支架上处于球体的下部 设置有电磁铁。演示时，如果不用电磁铁，这只是一个普通的单摆，测量出它的摆长，即 悬线的长度加上磁铁球的半径，测量出它的振动周期，就可以进行求当地g值 的计算。电磁铁线圈通电，使电磁铁吸引上面的钢球，这就相当于钢球变得更 重了，这时可以看到单摆的振动周期变小，振动的频率变快，测量出的g值变 大了。电磁铁线圈通以不同的电压，就可以测量出不同的g值。它并没有真正 改变g值，只是用磁场改变重力场，用模拟的方法，创造了一个重力加速度改 变的场景，从而实现了技术目的。本技术的有益效果是采用它可以方便地观察单摆的振动周期与重力 加速度的关系，显示直观，学生容易动手实验，结构简单，便于推广。附图说明附图是本技术可改变重力加速度值的单摆的结构示意图。具体实施方式参照附图，在支架1上固定一横支杆2，横支杆2上固定一悬线3，悬线3 的下端悬挂一球体4，球体4为钢球，支架1上处于球体4的下部设置有电磁 铁5,电磁铁5的线圈6通过导线7连接可调压直流电源。通过电磁铁5的参 与，用磁场改变重力场，用模拟的方法创造了一个重力加速度改变的场景。权利要求一种可改变重力加速度值的单摆，在支架上固定一横支杆，横支杆上固定一悬线，悬线的下端悬挂一球体，其特征在于球体(4)为钢球，支架(1)上处于球体(4)的下部设置有电磁铁(5)。专利摘要一种可改变重力加速度值的单摆，在支架上固定一横支杆，横支杆上固定一悬线，悬线的下端悬挂一球体，球体为钢球，支架上处于球体的下部设置有电磁铁。本技术用于研究和演示单摆的振动周期和重力加速度之间的关系，通过电磁铁的参与，用磁场改变重力场，用模拟的方法创造了一个重力加速度改变的场景，可以方便地观察单摆的振动周期与重力加速度的关系，显示直观，学生容易动手实验，结构简单，便于推广。文档编号G09B23/00GK201255944SQ20082018822公开日2009年6月10日 申请日期2008年9月10日 优先权日2008年9月10日专利技术者刘东波, 刘海涛, 鹏 张, 张世铭, 李丽娟 申请人:刘东波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可改变重力加速度值的单摆，在支架上固定一横支杆，横支杆上固定一悬线，悬线的下端悬挂一球体，其特征在于：球体（４）为钢球，支架（１）上处于球体（４）的下部设置有电磁铁（５）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东波，刘海涛，李丽娟，张鹏，张世铭，
申请(专利权)人：刘东波，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]