第281章 单摆原理与摆钟(1/1)

首发：~第281章 单摆原理与摆钟

胡湘在山上待了一天，本想第二天早上出发，

鹅毛般的大雪下个不停，看来不能出发了，得等雪停了。

后世也许是气候改变的原因，冬天下大雪很少，这场大雪下的，都达到膝盖的深度了。

胡湘和卢敏在温暖的小屋里面，没有出来，享受着老婆孩子热炕头的幸福。

“看来是老天，让你多陪我，”卢敏笑着对胡湘说道。

“哈哈！在陪你几天，我恐怕走不动路了，”胡湘笑说道。

“不榨干你，你到了楚州，就不老实了，”卢敏笑说道。

胡湘和卢敏打闹笑完，就起来了，要指挥安排人打扫雪，其实这不用胡湘说，胡亮，也会安排人的。

胡湘来到机械坊，机械坊道路和院子的雪，是优先打扫的，因为不能耽误生产。

胡湘看到，胡亮和李铁锁，鲁平在谈聊。

“你们在谈什么？”胡湘问道。

“少爷，我们在谈如何计时，这一到冬天，天经常灰蒙蒙的，时间把握不准，而且水结冰，漏壶有时候也不准确，”李铁锁说道。

胡湘想也是，这个时代计时是很困难的，

这个时代采用的是漏壶计时。

漏壶分播水壶和受水壶两部。播水壶分二至四层，均有小孔，可滴水，最后流入受水壶，受水壶里有刻度，刻分100刻，随蓄水逐渐上升，露出刻数，用以显示时间。

古人规定一昼夜24小时为100刻，即相当于现在的1440分钟。每刻相当于现在的144分钟。

胡湘想到中学物理做的钟摆实验，验证单摆的等时性。

这个发现最开始是由伽利略发现的。

伽利略的钟摆原理是指：不论钟摆摆动幅度大些还是小些，完成一次摆动的时间是相同的。

1583年伽利略根据大教堂摆动的吊灯，发现摆的等时性。

早期的机械钟表就利用这个等时原理制作的。

运动过程是：摆动的钟摆是靠重力势能和动能相互转化来摆动的，简单地说，如果你把钟摆拉高，由于重力影响它会往下摆，而到达最低位置后它具有一个速度，不可能直接停在那。

由于惯性它会继续冲过最低位置，而摆至最高位置就往回摆是因为重力使它减速直到0，而此时钟摆仍有向下的加速度。如此往复，就不停地摆动了。

按照以上运动过程，钟摆可以永远摆下去，但由于阻力空气及机械摩擦阻力存在，它会摆动逐渐减小，最后停止。所以要用发条来提供能量使其摆动。

单摆的周期公式（显示不出来公式，读者可自查）

由公式知，摆长l和周期t的平方成正比，所以摆长越长，周期越长（钟摆是单摆的一种） ，重力加速度和单摆周期t的平方成反比。这个周期公式只适用于摆幅小于5度的机械振动。

“铁锁，我们要制作一个钟表，现在学院来个李先生，是个算术大家，还懂天文，你安排几个工匠，配合他做，”胡湘说道。

胡湘知道，这机械表，涉及到一些逻辑运算思维，胡湘只要告诉李冶的钟摆等时性原理，当然也可以让李冶做钟摆实验，增加印象。

在告诉他，看能不能利用各种不同齿数的齿轮相互配合，制作时间计量装置。李冶的逻辑运算思维能力很强的。胡湘只需要点拨就可以。

当然胡湘如果不断想，各个不同齿轮的配合，在运算，也能想出来，但肯定没有李冶强。

智商高的人，胡湘不得不服气，元好问，看一篇文章，很快就能背下，把书放在胡湘面前，胡湘都有可能念错，更别说背诵了。

胡湘和几个人聊了会，又在机械坊查看了下工匠们的干活情况，现在屋里面有火炉，不会很冷，寒冬腊月也不耽误干活。

卢敏派人来叫，胡湘才想到回去。

“都该吃饭了，你还不回来，”卢敏看到胡湘到屋后说道。

“那该吃饭了，工匠们还在干活，”胡湘说道。

因为没有钟表，这个时代人，时间都是估摸着来的。

“那是你儿子想你了，你看他哭个不停，”卢敏笑说道。

胡湘给卢敏说了，准备让工匠制作计量时间的钟。

“真有那么神奇吗？你说的摆钟，”卢敏反问胡湘道。

“恩，我相信李冶能制作出来，这个人很有才华，”胡湘道。

胡湘吃过午饭，又下山了。

胡湘要找李冶探讨些钟摆机械方面的知识。因为钟表制作出来，也是一个重要的财路。

胡湘来到武安学堂。

校园的雪已经被打扫了，应该是元好问，带着孩子们打扫的。

现在的学堂都安装了煤火炉，孩子们不用受冻了。

胡湘来到老师们的办公室，李冶在埋头写些东西。

胡湘看了会，李冶还是在专注的写，于是说道：“李先生，在写什么呢？”

李冶抬起头，看到是胡湘到来了，忙站了起来道：“不知公子到来，有失远迎了，”

“我没事，来看看，大雪下的那也去不了！刚才先生在写什么？”胡湘问道。

“来到这，看到这里的教学算数，用的数字极其简单，我准备用这些简单的数字，改写我以前的着作，方便教育孩子，”李冶说道。

“哦！李先生辛苦了，”胡湘道。

以前李冶的算数书籍，都是文字表达的，极其的繁琐，还书写麻烦，这要不改进，数学很难普及和进步。

不一会元好问也进来了。

胡湘于是和两人谈起了计时问题，和单摆原理，和利用单摆原理，用齿轮配合，制作计时的装置。

李冶听了后，沉思会。

“公子，元兄，我真是来对了地方，如果摆动是等时的，那制作出来的计时器械，必将非常精确，就是皇家的漏钟，也比不了，我这就马上做实验验证，”李冶说道。

武安学堂就有很多实验设施，因为以前胡湘交代过，学堂不注重文，注重理，因此学堂在元好问的带领下，制作很多器械，让孩子们尽情发挥。

其实摆钟表发明人惠更斯，小时候也是很爱动手制作各种器械。

历史记载：克里斯蒂安·惠更斯，荷兰人，欧洲17世纪，知名物理学家、天文学家、数学家，和发明家，机械摆钟的发明者。