torsion pendulum是什么意思，torsion pendulum的意思翻译、用法、同义词、例句

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专业解析

扭摆（torsion pendulum）是一种基于扭转弹性力的振动系统，其核心原理是通过悬丝的扭转形变产生回复力矩，驱动摆体做周期性角振动。当摆体绕悬丝轴线旋转一定角度后释放，悬丝材料的弹性会使其反向回转，形成简谐振动。

从物理公式来看，扭摆的运动遵循角简谐振动的胡克定律，回复力矩与扭转角度成正比，即$M=-kappa theta$，其中$kappa$为悬丝的扭转系数。振动周期可表示为： $$ T=2pi sqrt{frac{I}{kappa}} $$ 式中$I$为摆体的转动惯量。这一特性使其成为测量物体转动惯量的精密仪器，美国国家标准技术研究院（NIST）的转动惯量基准装置正是基于此原理。

在应用领域，扭摆具有四大核心价值：

1. 材料特性分析：通过测量振动周期推算悬丝的剪切模量，麻省理工学院材料实验室曾用该方法研究纳米纤维力学性能；
2. 基础物理常数测量：卡文迪许在1798年改进扭摆装置，首次测得万有引力常数G，实验精度达到1%；
3. 精密计时装置：瑞士制表学校资料显示，高端机械表的调速机构曾采用镀金钹青铜扭丝；
4. 地震监测：中国地震局的地壳形变观测网中，部分台站仍在使用光杠杆配合扭摆的监测系统。

英国国家物理实验室2023年更新的技术报告指出，现代扭摆装置已实现$10^{-8} text{N·m}$量级的扭矩分辨率，在空间引力波探测等前沿领域发挥重要作用。

网络扩展资料

Torsion Pendulum（扭转摆/扭摆）是一种基于扭转力矩产生周期性摆动的物理装置，常见于力学实验和材料性质测量中。以下是详细解释：

1.基本定义

• 核心原理：通过金属丝、弹簧或其他弹性体的扭转形变产生恢复力矩，使悬挂物体绕轴周期性摆动。例如，金属棒受扭后释放，因弹性恢复力形成往复运动。
• 术语区分：
  • Torsion（扭转）指物体受扭矩作用产生的角形变，与Torque（扭矩，施加的力对转轴的矩）不同，前者强调形变结果，后者是力的作用。
  • Pendulum（摆）泛指摆动系统，如钟摆，此处特指扭转驱动的摆动。

2.关键公式

• 摆动周期：
  $$T = 2pi sqrt{frac{I}{k}}$$
  其中，
  • (I)：物体绕转轴的转动惯量；
  • (k)：弹性体的扭转常数（与材料刚度和几何形状相关）。

3.主要应用

• 转动惯量测量：通过已知(k)和测得的(T)，可计算不规则物体的转动惯量。
• 材料力学性质分析：如测量金属棒的切变模量（Shear Modulus），评估材料的抗剪切能力。
• 阻尼振动研究：实验分析扭摆在空气阻力或摩擦下的能量耗散特性。

4.其他语境中的含义

• 在舞蹈或文学中，可能比喻为“扭摆的动作”，但物理领域主要指科学仪器。

参考资料

如需进一步了解，可查阅物理学实验手册（如的扭摆实验）或权威词典（如欧路词典）。

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