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石英钟没电时,秒针为什么一般停在刻度盘上“9”的位置?

发布时间:2019-05-27 21:39 来源:荆楚网

  时钟是我们生活中常见的物品,它一般用来提醒人们当前的时间。很多市民家里都挂过时钟,但是不知道细心地你发现没有:当石英钟没电时,它的秒针很有可能停留在刻度盘上“9”的位置,甚至有些恐怖片也把这种现象用来渲染气氛,听起来是不是有一丝丝诡异呢?为什么会有如此的诡异的事件发生呢,我们一起去看看其中的道理。

  

  我们先来看看,石英钟的工作原理,石英钟的动力来源一般是电池,也就是说,它是依靠着电力的驱动。在平日里,因为使用习惯的原因,一般情况下,人们是把石英钟树立放置或者树立的挂起来,而不是平放在某个平面上。因此,石英钟的指针需要走动的话,它的秒针需要克服指针的重力,对指针做功,秒针转动,时钟才能跟着运行,秒针从数字12到数字6的过程中是向下运动的,重力的作用会使秒针顺时针转动。当秒针从数字6向数字12运动时,重力会变成阻力。这个过程用物理知识可以解释为:这其实其实这是一个与地球引力以及时钟动能有关的问题,12点到6点时,指针的重力对齿轮系统产生阻力,齿轮系统依靠电池供电而做功,克服重力,带动指针运转,因此消耗能量。在这个过程中,9点的位置,通过指针重心的直线到旋转中心的距离最大,因而重力矩也最大。  

  在石英钟运转过程中,其秒针的走行力矩大小的变化规律为3点至9点逐渐变大、9点至3点逐渐变小,变化量呈正弦曲线态势。当石英钟在电池快没电的时候,电压不变电流变小,因而驱动力变小,当秒针走到重力矩最大的位置,也就是刻度“9”的位置时,这个时候齿轮产生的动力不足以使步进马达驱动秒针摆脱地球引力,因此,秒针在8点至9点位置停止的概率最大。实际上,当石英钟电池没电的时候,秒针在多数也停在这个位置。  

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