钟摆波装置——可以看的单摆卡农手工电子DIY教程

DIYer： 格物致知社物理小组制作时间：1天制作难度： ★★★☆☆GEEK指数： ★★★☆☆ 

12个钢球组成的钟摆波装置，就像夜空中的星辰一样绚丽夺目，充满和谐的律动之美；利用动量与单摆的周期性弹奏出一曲物理学的钢琴曲。

这个小制作是我们格物致知社物理小组做的。当初是在网上看到摆浪，觉得很神奇，于是决定仿制一个。

双向电梯

1   钟摆波（Pendulum Waves）简介2   基本原理及公式3   工具材料4   制作过程5   制作微调装置6   调节7   胜利的果实

 

1   钟摆波（Pendulum Waves）简介

众所周知，单摆具有周期性，那么将多个摆长不同，但有规律的单摆组合在一起会是什么情况呢？这就是摆浪，多个摆的周期性附和在一起，重复而又有变化，组成各种美丽的图案。

12个球摆长分别为：（从低到高，单位cm）

摆的运动过程：

先做蛇形运动，一开始只有一个波峰，之后波峰逐渐增多，两个，三个，四个，随后逐渐相邻的球发生分离，（这时已经很难分清究竟有几个波峰了）但对于所有的球依然具有对称性，协调性。整个系统的运动依然有规律，然后渐渐的分为三组，又慢慢的变成两组，然后运动过程反演，即又由两组变为三组，相邻的球逐渐恢复蛇形运动，最后在平衡位置复原，完成一个周期的运动。

 

2   基本原理及公式

T=2π（l/g）½T=t0+i*△tLi=g/（4π²）（t0 + i*△t）²t0 =1.09s  △t=0.028s

 

3   工具材料剪刀热熔胶钳子电烙铁衣架六角螺母若干32mm钢球12个一盒彩色回形针一盒鱼线 

4   制作过程

用热熔胶将13个六角螺母粘到不锈钢横梁上。

将12个六角螺母用热熔胶粘到钢球上。

 

绑线，做大致估计。

 

5   制作微调装置

利用万能的回形针制作的小机械，虽然形状诡异，但效果奇佳。

之前在网上看到的那个视频中的装置是没有微调装置的，但是我们经过做实验发现，有一个微调装置对于更快，更好的完成这个制作是至关重要的。因为绑线的时候由于视觉上以及操作上原因是很容易造成误差的，而且这个装置对于误差的容忍并不是很高。

我们做的微调装置像显微镜一样，是有粗调节和细调节的，利用小零件各部分上的环绕周长不同可以实现不同精度的调节。

 

6   调节

先进行粗调节，调节到目测误差不大的时候，进行摆动实验，如果与预期效果相差较多，则根据快慢进行调节，如果快了，就将弦线伸长；如果慢了，就将它缩短。

 

7   胜利的果实

这就是我们最终的成果了，尽管在一些位置上有着不太明显的脱节，但各个阶段依然层次分明，富有对称性，周期性，还是能体现物理之美的。