摆就是一根悬着的金属棒,在它底部常有一个重物。摆能够颤动,也就是说,它可以左右摇摆。我们可以推它一下,这样它就会以不变的速度摆动。当我们将摆杆做得比较短时,摆摆动得就比较快;当我们将它做长一点儿时,它摆动得就比较慢。这被用在一些钟里。
钟摆控制着钟的速度。如果我们想让钟走得快,就得把摆做得短。我们将摆底部的重物称为摆锤(摆的长度通常是从它的顶点到摆锤的中心来计算的)。我们可以将摆锤升降,这样就能做出较短或较长的摆了。
一些摆锤底下有一个螺丝帽。这个螺丝帽拧在金属棒上削出的螺纹上面。当我们拧动它时,我们就提高或放低了摆锤。螺丝帽沿着金属上的螺纹缓慢地移动着。我们毫不费力就能找出摆锤的精确位置。那样做了之后,钟就会准确报时了。
大多数物体受热后膨胀。如果我们将摆杆加热,它也膨胀,这样摆锤就往下移了些。于是钟比以前走得慢了。
炎热的天气加热了摆杆,所以在夏天钟会走得比较慢。它将不能准确报时。在严寒的冬季,摆会缩小,钟也就走得更快了。
如果我们使用一个特制的摆杆,这麻烦就没有了。有一种叫因瓦的材料。它由不同的金属制成。因瓦合金不会膨胀或缩小太多,所以它在钟表里很有用。如果摆由因瓦合金制成,摆锤就不会升降太多。这样在夏季和冬季里,钟也能准确报时。
一些钟有另一种摆。在金属杆底下的不是摆锤,而是容器,这个容器里装着一些水银。在炎热的天气里,摆杆膨胀,于是它变得更长了。容器的位置也就跟着变低了,但里面的水银在膨胀。这样水银的顶部就升高了。总的结果使钟保持住同样的速度。
一些老式摆钟非常漂亮。它们做工精细,直今仍能准确报时。Thomas Tompion(1639—1713)在英格兰制作了最好的钟。我们现在只有为数不多的几个,它们都价值连城。如果你想要一个,你必须付几千英镑。
(本文是根据G.C.Thornley的ELEMENTARY SCIENTIFIC ENGLISH PRACTICE中第十三篇Pendulums译出)
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