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江西11选五计划

发布时间:2018-09-27 05:35 类别:秋千

  秋千是一个力学系统,它所受的外力有两个:

  一个是向下的重力;另一个是在吊挂点0感化的束缚力,其

  标的目的老是沿着秋千绳.我们晓得,只要在外力不竭对系统做

  功时,秋千才会越来越高.上述两个外力,束缚力感化的方

  向因为老是和秋千活动的标的目的垂直,所以是不做功的.只要

  重力在秋千摆动的每一个来回做功便是由重力在做“推引”.

  我们晓得,人的重心在取立位时比取蹲位时要高.也就

  是说,按照上述荡秋千的方式处于上升的秋千比下降的秋千

  重心要高,而荡秋千时,人的轴线是沿着秋千绳的.如许,

  感化于重心的重力在秋千上升时对吊挂点。的力矩就比下

  降时为小,所以一上一下力矩所做的总功为正.因为系统的

  每一来回都有能量输入,秋千便天然越荡越高了.

  总归不管是哪一种体例荡秋千,都是由秋千系统所受的

  外力做功.或者荡高或者维持必然高度.不外,外力要对秋

  千做功,最主要的前提,就是外力推引要和秋千摆动的节拍

  相合.秋千的摆动有一个节拍,外力的推引有一个节拍,两个

  节拍要相合秋千才会越来越高.合适这种前提也称为共振

  我们上面会商的,是做为体育活动的秋千.其实我们经

  常还会碰到别的很多分歧的“秋千”,即“摆”.图5所示的

  就是凡是摆钟的焦点部门:一个摆和擒纵轮.摆的下部是一

  个金属重槌A, 由一个连杆毗连到吊挂点.有的工艺摆钟

  上干脆把摆的重槌做成一个打秋千的女孩子.钟摆的来回摆

  动,恰是女孩子在“荡秋千”.只不外这个女孩子荡秋千的动

  力是来自一个巧妙设想的“擒纵轮”.擒纵轮B在发条或其抚

  他动力的驱动下,要进行顺时针动弹,毗连在摆上的擒纵叉

  c跟着摆的摆动,使摆每一来回只答应擒纵轮转过一个齿.

  不外擒纵轮和擒纵叉设想得最为巧妙的是轮齿和擒纵叉端部

  外形,它要使齿轮每“擒纵”一次由擒纵轮的动力给摆输入

  少量的能量,犹若有人对秋千“推引”,使擒纵轮对摆做功.

  如许摆才能不竭摆动,不然就会停摆.

  荡秋千是我国各族人民遍及喜爱的一种民族体育活动。秋千和人构成的系统是一个雷同原摆的振动系统。然而问题并非如斯简单,对于人和秋千所构成的系统来说,并不具有作为策动力的周期性变化唬外力。在荡秋千的过程中,系统所受外力只要悬点的束缚反力,悬点是固定的,此力并不作功。又因在荡秋千的过程中,人体是一个变形体,我们也不克不及简单地把人和秋千构成的系统看成一个单摆或复摆对待。下面我们使用质点系的相关活动定律对荡秋千的全过程进行较为详尽的阐发。1 力学模子 若是把人和秋千构成的系统看作一个摆,摆线在O点处是固定的,摆线本身的伸缩和摆线的质量忽略不计。设想人在最大偏转角处敏捷下蹲,在最低点处敏捷站立,下蹲和站立的过程都在霎时完成。人体的下蹲和站立导致了系统质心的起落,相当于无效摆长改变。如许,我们就把人和秋千构成的系统笼统为一个摆长可变的原摆,称之为可变摆长原摆模子。如图1所示。完成第一次摆动质心所走的路径为a-d-e-b-c,图中人站立时的等效摆长oa=ob=oc=l1,人下蹲时的等效摆长od=oe=of=l0,l0>

  ll。2 活动过程阐发 此刻我们把人!秋千和地球所构成的系统作为研究对象,如许在荡秋千的全过程中,系统所遭到的外力只要悬点的束缚反力,其值与摆线张力T不异,为一变力。可是,由于悬点固定,此外力并不作功。重力为保守力,使人下蹲和站起的力为非保守内力。按照功能道理:一切外力与非保守内力所作功之和等于质点系机械能的增量。由于外力并不作功,所以有Aλ=ΔE。此刻我们来研究图。所示的可变摆长单摆模子的第一次摆动。a-d:人体下蹲:由于va=vd=0,故(1)d-e:自在摆动,人体没有变形,系统机械能守恒。e-b:人体站立,又因而过程中重力和张力对悬点O的力矩为0,所以动量矩守恒。留意在此过程中人体内力所作的功一部门转化为系统的重力势能,而另一部门转化为能.其动能增量与初始摆角θ0相关,θ0愈大动能增量愈大。b-c:自在摆动,人体无变形,系统机械能守恒,且vc=0。整个a-d-e-b-c过程(即第一次摆动)中人体非保守力所做的功:上式中Δh1为颠末第一次摆动质心上升的高度。按照功能道理:明显,图2所示的第二次摆动c-f-e-b-a完全与第一次摆动雷同。可见,每次摆动所升高的高度与摆线的长度,质心变化的幅度及该次摆动的初始偏角相关.当l0,l1必然时,仅决定于该次摆动的初始偏角。初始偏角愈大,人体在均衡位置站起的过程中所做正功愈多,因此上升高度愈高。当θn-1>

  π/2时,收缩身体时内力亦做正功,故Δh更大.若将摆线改为刚性轻杆,跟着摆动次数的添加,将使θ≥π,其后系统将作圆周活动而不再来回摆动。当θ0=0时,Δh1=0。也就是说,若是初始位置在铅直位置,则秋千无法荡起。以上会商没有考虑荡秋千过程中空气阻力等要素的影响,而现实过程中这些要素不成避免。因而,只需每次摆动过程中Aλ>

  A阻,则秋千越荡越高;当Aλ=A阻时,系统作等幅振荡.明显,荡秋千的手艺方法应是:在最大偏角处人体敏捷下蹲,在最低处人体敏捷站立,而且应使第一次摆动的初始角θ0尽可能大。3 准确理解质点系的活动定律 从本文的阐发能够看出,用受迫振动时发生共振的前提去注释荡秋千的过程明显是不合理的。可是还有人会提出下面的问题:/人和秋千是一个系统,人荡秋千的力应是内力,而系统的内力不克不及改变质心的活动形态,报酬什么能把秋千荡高?这个问题本身把质心活动定律,质点系的动量定理和质点系的功能道理三方面从分歧角度描述质点系活动的力学纪律搅......

  秋千机械人,该发现包罗单摆系统和驱动节制两个模块。在单摆系统上设置了摆动传感器,此中,驱动节制模块包罗电源、节制器和驱动器;电源通过节制器与驱动器相联,驱动节制模块通过数据线与单摆系统中的摆动传感器和步进电机相联;单摆系统的上端是支杆,支杆被支起或者吊挂,支杆通过两根金属丝与摆体相联。 为实现空心滑块上下挪动,由节制器发送出的脉冲个数来实现;其优选的方案是节制器发送250个脉冲,从而节制驱动器差遣步进电机顺时针和逆时针扭转(从上向下看),因为每个脉冲差遣螺杆扭转7.5度,即每次扭转1875度,从而每次发出的脉冲带动空心滑块挪动的位移是不异的,确保空心滑块的上限位与下限位的位置不变。 尝试中必需实现空心滑块的快速上升,迟缓下降,其实现体例为由节制器通过发送的脉冲频次来实现;其优选体例是节制器每秒钟发送1200个脉冲,从而节制驱动器差遣步进电机逆时针扭转(从上向下看),带动空心滑块迟缓下降;节制器每秒钟发送2400个脉冲,从而节制驱动器差遣步进电机顺时针扭转(从上向下看),带动空心滑块快速上升。 尝试操作只需接通电源,将摆体偏离均衡位置10度,松手后,当摆体摆至最大位移处,传感器触发节制器差遣步进电机扭转,滑块下降,随后快速上升,当摆至另一侧最大位移处则同样传感器触发节制器差遣步进电机扭转,滑块下降,随后快速上升,每次触发摆体能无效地获得必然能量,从而实现长时间地摆动。

  很欢快与你会商这个问题。

  1、“通过节制电流的大小来实现这一要求”中的“这一要求”若是是指“让秋千的外力周期与它的晃动周期分歧”的话,那这句话是错的;“这一要求”只能是指“让秋千荡起来”。难怪你会不大白了。这上传者的语义问题,不是你的错!

  2、“发觉有一面磁铁会被吸起来” ,其缘由是磁铁标的目的或电流标的目的反了(只能是此中之一),使线圈与磁铁之间的力不是斥力,而是吸力;准确的标的目的是上图所示,或磁铁标的目的和电流标的目的同时反向。

  3、 按理来说只要线圈中通电的周期与秋千的摆动周期(固有频次)分歧时,秋千才能一般摆动,以至在静止形态下自行启动,摆幅越来越大。(上世纪六、七十年代风行的电子摆钟,就是操纵此道理)。

  但为什么在线圈中持续通电时的秋千会不断地摆动呢?

  其实恰是“通过节制电流的大小来实现这一要求”;上图中F1是线圈的惯性力与电流发生的安培力的合力,F2是磁铁对线圈的感化力;要使线圈能越过磁铁向另一面摆过去,就要使F1<F2 ,所以能够通过节制电流的大小来实现F1<F2 ,但也不克不及太小,不然线之间的斥力会太小,秋千摆不起来。

  能对你有协助吗?

  电磁是物质所表示的电性和磁性的统称,如电磁感应、电磁波等等。电磁学是研究电磁和电磁的彼此感化现象,及其纪律和使用的物理学分支学科。晚期,因为磁现象曾被认为是与电现象独立无关的,同时也因为磁学本身的成长和使用,如近代磁性材料和磁学手艺的成长,[输送机新的磁效应和磁现象的发觉和使用等等,使得磁学的内容不竭扩大,所以磁学在现实上也就作为一门和电学相平行的学科来研究了。

  电路中Q3为低功耗、高增益放大器,相对于Q3来说,通过R1供电,C2为滤波电容,Q3为共发射极放大电路,R2为集电极负载电阻,R4供给基极电流,R5不变流工作点,C4为交换旁路电容,如许,Q3大约会有0.1-0.2MA的工作电流,工作在放大形态,C5为高频滤波电容,消弭L1较长的引线感应到磁铁颠末时,会感应出几微伏的电压信号,该信号是一个周期的低频交换信号,改变磁铁的两极或者互换L1的两头接线,使负半周先呈现,当负半周时,Q3集电极电压上升,当负半周竣事时,这时磁铁曾经荡过线圈的核心位置,信号进入正半周,这时Q3基极电压升高,Q3集电极电压下降,这时Q1会发生较大的基极电流,从面会发生更大的集电极电流,该集电极电流颠末R3发生远远高于0.6V的压降,从而Q2也进入导通形态。

  这里Q1和Q2形成的现实上是一个可控硅电路,Q2导通会加剧Q1导通,Q1导通会加剧Q2导通,这是一个强烈的正反馈过程,在一霎时,Q1、Q2完全导通,C2电压会急速下降,同时,由C3两头的电压不克不及突变,C3会当即颠末R7、R8充电,因为R8大于R7,这会给Q4发生基极电流,Q4导流,L1线圈得电发生电流,该电流正好是发生排斥磁铁的力,相当于在最合适的时候,推了一下秋千。

  Q1、Q2构成的可控硅电路导通,C3也充电充满了,C2也由于放电两头电压大幅下降,Q3也退出放大形态了,之后的电流来历只剩下R1供电了,可是R1电阻较大,最大供电电流也会小于0.5MA,如许就使得C2两不克不及在R3上发生大于0.6V的压降,Q2会没有基极电流,集电极电流也会变成没有,Q1也会跟着截止,C3充电也竣事,Q4没了基极电流也会截止,最初的成果就是所有的三极管城市截止,这时R1会给C2充电,C2两头电压会上升,C3会通过R7、银座时时彩娱乐平台R8、R1放电,C3两头电压会下降,当C2电压上升到必然值时,Q3又会进入放大形态,期待秋千的下一次颠末。

  因而,本电路工作时,没有秋千颠末时,只要Q3工作在微电流放大(工作电流小于0.1MA)形态(Q1也可能会发生一点点的电流),可是总的静态工作电流曾经由R1限制在0.1MA摆布,即便电源电压上升到6V时,零件的静态电流也小于0.5MA,所以,本电路很是省电。别的,Q4泛泛不断都是工作在零偏置,处于截止形态,仅仅只在最需要推秋千的霎时才给L1供电鞭策秋千,因而,本电路的工作效率极高!若是要削减推力,能够在L1上串联电阻,限制颠末L1的电流。

  北京大学力学与工程科学系,北京100871)

  摘要讲述打秋千的道理,引伸到各类各样的共振现象

  环节词秋千,共振,摆轮,振荡器

  唐朝诗人王建有一首((秋千词 描写少年女子角逐荡秋

  千的情景.这首诗说:

  长长丝绳紫复碧,塌塌横枝高百尺.

  少年儿女重秋千,盘巾结带分两边.

  身轻裙薄易生力,双手向空如鸟翼.

  下来立定重系衣,复畏斜风高不得.

  旁人奉上那足贵,终睹明蹭斗自起.

  回回若与高树齐,头上宝钗从堕地.

  面前争胜难为休,足踏平地看始愁.

  秋千,大约在战国时代就有了.

  据南朝梁代宗懔著的((荆楚岁时记))说:j}6l:糖(即秋千

  的古写)本北方山戎之戏,以习轻趣者.后中国女子学之.乃

  以彩绳悬木立架,士女炫服坐立其上,推引之,名日j}6l:糖,

  楚俗谓之施钩,涅巢谓之骨索.

  这里山戎是古代中国东北的少数民族,申明秋千是从少

  数民族传进来的.趣(音qiao),步履火速的意义.秋千有许

  多名称,古时还称为施钩和骨索,听说在汉代人称千秋.现

  在有的处所称打秋千为打悠游.

  大约从唐代当前,在文献和文学著作中有大量关于秋千

  的记录.唐朝的((天宝遗事 中记录宫中每年寒食节,嫔妃

  们竞赛荡秋千的情景,唐玄宗称为“半仙之戏”.

  图l是明末小说((金瓶梅 中的插图,而图2则是故宫

  所藏的清朝画.都画的是妇女荡秋千的场景.申明在中国,

  秋千次要是妇女的游戏.

  历代有很多咏秋千的出名诗句.如杜甫的“万里秋千习

  俗同”,刘禹锡的“秋千争次序递次,牵掩彩绳斜.”南唐冯延巳的

  “柳外秋千出画墙”,宋代欧阳修的“绿杨楼外出秋千”等.

  中国的秋千一般为妇女玩耍,出格是一些少数民族还有

  固定的玩秋千的节日,汉族多在寒食节,朝鲜族在每年的端

  在西方,荡秋千也很遍及.图3是法国画家弗拉戈纳尔

  作于1766年,-~1768年之间的一幅油画(局部).画中有一个

  荡秋千的少女,后面在树荫里隐约能够看到一个汉子,可能

  是一位家丁,不竭拉动一根连着秋千的绳子,使秋千荡起来.

  秋千的反面,有一位年轻小伙子,正在与少女调情.你瞧,

  大要少女在秋千上想踢一下那位轻薄的小伙子,踢空了,结

  果不小耽把一只鞋子零落了,飞到了空中.这幅画画出了荡

  秋千时的活泼排场.

  荡秋千有两种方式,一种是荡秋千的人坐在踏板上,由

  别的的人推或拉,即《荆楚岁时记》上说的“推引之”,也

  就是秋千在来回摆动到必然的位置,有人顺着秋千的活动方

  向推或拉一把,如许秋千就荡得越来越高.可是这种方式大

  多对于比力小的孩子合用.对于荡秋千曾经有些本事的人来

  说,就会像王建诗中说的感觉“旁人奉上那足贵 .她们不满

  足于当“炫服坐其上”由别人“推引”的“士女”,而要本人

  荡起来. “争胜难为休”,并且要荡得越来越高,直到“回回

  若与高树齐”才称心满意.

  靠本人荡上去是需要有一点技巧的.方式是在一起头

  登上秋千的踏板时要有一个初始速度,使秋千有一个小的摆

  动.然后,跟着秋千的小摆动,作起立和下蹲的动作.不外

  这个动作要做得有节律,即当秋千下落时取蹲位,秋千上升

  时取立位.只需严酷服从这个法则(如图4),秋千就会越荡

  越高.本事好的荡秋千手,以至能够在完全没有初始摆动的

  前提下把秋千荡起来.

  唐朝人高无际写过一篇《汉武帝后庭秋千赋》,此中有

  两句描述荡秋千的动作说:“乍龙伸而蠖曲,将欲上而复低.

  ”把它翻译为白话,就是说: “跟着秋千的一上一下,身体

  方才像龙一样地伸直,却顿时又像尺蠖虫一样地卷曲.”这

  里描写的情景和我们前面所论述的荡秋千的窍门是完全相合

  共振时波峰与波峰叠加,波谷与波谷叠加。

http://umarsite.com/qiuqian/2905.html

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