[实用新型]可长时间稳定摆动的傅科摆

说明书

本实用新型公开了一种可长时间稳定摆动的傅科摆，包括底座、刻度盘、刻度线、摆架、摆线和摆球，底座上设有与摆线连接的摆球势能调整装置，摆架上还安装有摆线导向装置，刻度盘上位于摆球的正下方设有势能调整启动装置，势能调整启动装置连接至摆球势能调整装置；当摆球摆动到最低点时，触发势能调整启动装置产生信号并输送至摆球势能调整装置，启动摆球势能调整装置通过摆线拉动摆球向上平稳的升起，使其重心上移，进入新的摆动轨道，新的摆动轨道的最高点会较之前高一小段，随后释放摆线，使摆球回至原轨道，继续摆动，从而改变小球的势能，为其提供长时间稳定摆动的动力，且不会对摆球的摆动面造成干扰，有助于傅科摆的推广和普及。

技术领域

本实用新型涉及地球自转演示技术领域，尤其涉及一种可长时间稳定摆动的傅科摆。

背景技术

傅科摆演示仪是指仅受引力和吊线张力作用而在惯性空间固定平面内运动的摆，傅科摆演示仪的摆锤在运动时会随地球自转而改变摆动方向，是法国物理学家傅科所发明的一种用于证明地球自转的物理仪器，现有技术中的傅科摆演示仪一般包括一个吊装的摆球和设于摆球底部的刻度盘。要利用傅科摆演示仪演示出地球自转的现象，至少需要几个小时的时间，所以需要傅科摆的摆球稳定地摆动几个小时以上，但是由于摆球在摆动的过程当中，会受到空气阻力等因素的影响，摆动的幅度会越来越小，因此为了保证傅科摆能长时间稳定地摆动，人们就使用将摆线加长、将摆球加重或选用受空气阻力影响较小的大型傅科摆，第一个傅科摆就是吊装在教堂的屋顶上来实现的，由此可见这样体积太大的傅科摆，制造成本太高、占用空间太大，因此很难推广，若将傅科摆改小，虽然能消除上述缺陷，但较小型的傅科摆摆动时间太短、摆动稳定性差，不足以达到演示要求，不能准确地验证地球自转。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种通过补充傅科摆的势能，保证其稳定地摆动，且不会对其摆动平面产生干扰的可长时间稳定摆动的傅科摆。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：可长时间稳定摆动的傅科摆，包括底座，与所述底座的中心同心设有凹陷的刻度盘，所述刻度盘的表面设置为球面，所述刻度盘的球面上均匀布置有刻度线，跨设所述刻度盘设有门型的摆架，所述摆架固定安装于所述底座的顶端，所述摆架的顶端连接有摆线，所述摆线下端固定连接有摆球，所述摆球设于所述刻度盘的正上方，所述底座上位于所述摆架的一侧设有摆球势能调整装置，所述摆架上还安装有摆线导向装置，所述摆线远离所述摆球的一侧沿所述摆线导向装置铺设并连接至所述摆球势能调整装置，所述刻度盘上位于所述摆球的正下方固定安装有势能调整启动装置，所述势能调整启动装置连接至所述摆球势能调整装置。

作为优选的技术方案，所述摆球势能调整装置包括固定安装的势能调整控制器，所述势能调整控制器的控制端驱动连接有推拉式电磁铁，所述推拉式电磁铁的推拉端连接至所述摆线。

作为优选的技术方案，所述势能调整控制器包括微控芯片，所述微控芯片的输入端连接有延时电路和所述势能调整启动装置。

作为优选的技术方案，所述势能调整启动装置包括嵌装于所述刻度盘上且位于所述摆球正下方的光电开关，所述光电开关电连接至所述微控芯片。

作为优选的技术方案，所述摆线导向装置包括设于所述摆架顶端中部的定滑轮、设于所述摆架侧壁上端的上转向滑轮，设于所述摆架侧壁下端的下转向滑轮，所述上转向滑轮与所述下转向滑轮相对设置，所述摆线沿所述定滑轮、所述上转向滑轮和所述下转向滑轮铺设。

作为优选的技术方案，所述摆架侧壁上位于所述上转向滑轮和所述下转向滑轮之间布置安装有若干限位压轮。

作为优选的技术方案，所述限位压轮在所述摆架上位于所述摆线的两侧交错设置。

作为优选的技术方案，所述定滑轮、所述上转向滑轮、所述下转向滑轮、所述限位压轮与所述摆线的接触面分别设置为由中间向两端渐高的滑轮弧面，所述滑轮弧面的最低处设有线槽。