專利名稱：可改變重力加速度值的單擺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種可改變重力加速度值的單擺，用于研究和演示單擺的 振動周期和重力加速度之間的關(guān)系。
技術(shù)背景
在理論上，單擺的振動周期T、單擺的擺長L、重力加速度g三者之間的 關(guān)系為周期T和擺長L的平方根成正比，和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭的平方根成 反比，比例系數(shù)為2;r。關(guān)系式為T=2;WL/g或g=47c2L/T2，用這個關(guān)系式可 測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?br> 要定性地觀察單擺的振動周期T和擺長L的平方根成正比是很容易的，只 要觀察幾組不同擺長的單擺，就會明顯地觀察到懸線長的擺動周期長，懸線短 的擺動周期短。這個現(xiàn)象早已被幾百年前的偉大科學(xué)家伽利略觀察到了，并且 應(yīng)用到了時鐘上。但是，要想觀察到周期T和重力加速度g的平方根成反比卻 不是那么容易，因為重力加速度只和地球的不同位置以及不同高度有關(guān)。在地 球的不同位置，重力加速度的變化并不很明顯，即使以地球的赤道和兩極相比 較，赤道的重力加速度為9.78米/秒2，兩極的重力加速度為9.83米/秒2。 因此，即使能夠同時觀察到在赤道和兩極的兩組單擺，也不容易僅僅憑肉眼就 可以分辨哪一個周期長，哪一個周期短。況且我們根本不可能同時觀察到分別 在赤道和兩極的兩組單擺。重力加速度g和高度有關(guān)，之間的關(guān)系為重力加 速度g和到達地心距離的平方成反比。地球的半徑平均為6400000米，如果高 度增加幾千米或一萬米，相對于巨大的地球半徑而言這個數(shù)值還是很小的，重 力加速度的減小也是不大的。所以，即使把單擺拿到珠穆朗瑪峰上，僅僅用眼 睛來觀察，也不會觀察到單擺的周期會有明顯的變化。要想觀察到稍微明顯的 變化，必須把單擺拿到1000公里以上的高空，顯然，在一般情況下是無法辦到 的。因此，現(xiàn)在還沒有較好的用以說明單擺的振動周期T和重力加速度g的平 方根成反比的儀器。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種可改變重力加速度值的單擺，用于觀察單擺 的振動周期T和重力加速度g的平方根成反比的實驗。應(yīng)用磁場來加強重力場，用模擬的方法使g值發(fā)生改變。
本實用新型的目的是以如下方式實現(xiàn)的在支架上固定一橫支桿，橫支桿 上固定一懸線，懸線的下端懸掛一球體，球體為鋼球，支架上處于球體的下部 設(shè)置有電磁鐵。
演示時，如果不用電磁鐵，這只是一個普通的單擺，測量出它的擺長，即 懸線的長度加上磁鐵球的半徑，測量出它的振動周期，就可以進行求當(dāng)?shù)豨值 的計算。電磁鐵線圈通電，使電磁鐵吸引上面的鋼球，這就相當(dāng)于鋼球變得更 重了，這時可以看到單擺的振動周期變小，振動的頻率變快，測量出的g值變 大了。電磁鐵線圈通以不同的電壓，就可以測量出不同的g值。它并沒有真正 改變g值，只是用磁場改變重力場，用模擬的方法，創(chuàng)造了一個重力加速度改 變的場景，從而實現(xiàn)了技術(shù)目的。
本實用新型的有益效果是采用它可以方便地觀察單擺的振動周期與重力 加速度的關(guān)系，顯示直觀，學(xué)生容易動手實驗，結(jié)構(gòu)簡單，便于推廣。


附圖是本實用新型可改變重力加速度值的單擺的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參照附圖，在支架1上固定一橫支桿2，橫支桿2上固定一懸線3，懸線3 的下端懸掛一球體4，球體4為鋼球，支架1上處于球體4的下部設(shè)置有電磁 鐵5,電磁鐵5的線圈6通過導(dǎo)線7連接可調(diào)壓直流電源。通過電磁鐵5的參 與，用磁場改變重力場，用模擬的方法創(chuàng)造了一個重力加速度改變的場景。
權(quán)利要求一種可改變重力加速度值的單擺，在支架上固定一橫支桿，橫支桿上固定一懸線，懸線的下端懸掛一球體，其特征在于球體(4)為鋼球，支架(1)上處于球體(4)的下部設(shè)置有電磁鐵(5)。
專利摘要一種可改變重力加速度值的單擺，在支架上固定一橫支桿，橫支桿上固定一懸線，懸線的下端懸掛一球體，球體為鋼球，支架上處于球體的下部設(shè)置有電磁鐵。本實用新型用于研究和演示單擺的振動周期和重力加速度之間的關(guān)系，通過電磁鐵的參與，用磁場改變重力場，用模擬的方法創(chuàng)造了一個重力加速度改變的場景，可以方便地觀察單擺的振動周期與重力加速度的關(guān)系，顯示直觀，學(xué)生容易動手實驗，結(jié)構(gòu)簡單，便于推廣。
文檔編號G09B23/00GK201255944SQ20082018822
公開日2009年6月10日 申請日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月10日
發(fā)明者劉東波, 劉海濤, 鵬 張, 張世銘, 李麗娟 申請人:劉東波