龍形擺

展項通過展示不同擺長的擺放在一起，產生優美而神奇的運動軌跡，使參與者在感受美妙的振動的同時，了解雙線擺運動周期的規律。

擺是一種實驗儀器，可用來展現種種力學現象。繞一個懸點來回擺動的物體，都稱為擺，其周期一般和物體的形狀、大小及密度的分布有關。擺有很多種，如單擺、雙線擺、復擺、倒擺、扭擺、衝擊擺、彈簧擺、磁性擺等。

基本介紹

• 展會名稱：龍形擺
• 主題：探索與發現
• 類別：一種實驗儀器
• 原理：擺長l和當地的重力加速度g有關

簡介

主題展廳：探索與發現 ；

展項名稱：龍形擺；

1、展示內容、原理、目的

但若把尺寸很小的質量塊懸於一端固定的長度為 l且不能伸長的細繩上，把質量塊拉離平衡位置，使細繩和過懸點鉛垂線所成角度小於5°，放手後質量塊往復振動，可視為質點的振動，其周期 T

T只和擺長l和當地的重力加速度g有關，即而和質量塊的質量 、形狀和振幅的大小都無關係，其運動狀態可用簡諧振動公式表示，稱為單擺或數學擺 。

用兩根細線共同懸掛小球做實驗，使小球穩定在垂直紙面的豎直平面內運動，能避免單擺穩定性差的現象。這種用雙線懸掛小球的裝置稱為雙線擺，如圖1所示。

圖1

圖2

理想的雙線擺，懸掛擺球的兩個細線的長度相等，兩懸點A、B在同一高度。一般情況下，雙線擺的兩懸點不等高，兩根懸線不等長，如圖2所示。

對理想的雙線擺可以等效一個單擺，等效單擺的的懸點正好在AB點連線的中點上，若雙線擺的擺長為l，則單擺擺長的等效長度l等效=lsin α， 所以雙線擺的周期

2、彩色三維效果圖

3、展示和操作方式

本展項和“共振鞦韆”、“彈簧擺”組成運動之律展區中的振動分主題。展項從振動中最基礎的概念——頻率出發，介紹共振，以及共振中的能量轉換。使參與者對振動的認識有一個清晰的脈絡。“龍形擺”通過一組擺長不同的小球介紹振動中最基礎的頻率的概念，以及對於最常見機械振動——單擺來講，影響振動頻率的因素是什麼？“共振鞦韆”通過一個原理實驗類展品和一個觀眾體驗類展品，使觀眾從多角度了解共振這個科學內容。“彈簧擺”以看似神奇的現象介紹共振中產生的能量間的轉換。本分主題使觀眾在參與、操作和體驗過程中對振動的最重要概念——頻率和共振，由淺入深，有清晰的認識和了解。

展品由九個雙線擺構成的一組龍形擺、啟動釋放裝置、控制系統及展台組成。九個雙線擺由九個重量、大小相同的鋼球及擺線構成，每組雙線擺的擺長通過計算確定，每相鄰的雙線擺30秒鐘內差一個振動周期。參與者通過展台上的按鈕啟動龍形擺。龍形擺在自動控制系統的控制下，所有雙線擺同時同振幅釋放，參與者可以觀察到所有雙線擺的振動時而有序、時而雜亂無章，組成時而優美，時而混亂的隊形。在三十秒鐘後，所有雙線擺幾乎同時通過中點，形成一條直線。

操作按鈕旁有狀態指示燈（綠色），當一個觀眾操作後，一個周期內（“約45秒鐘(兩個擺動周期)”），物體自己運動，這時候指示燈息，觀眾操作按鈕無效。當這個周期結束電磁鐵重新吸附時，綠燈亮，觀眾操作按鈕有效。

參與者

操作步驟

為：

1>當綠色指示燈亮時，按下啟動按鈕

2>觀看小球擺動情況