torsion pendulum是什麼意思，torsion pendulum的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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扭擺（torsion pendulum）是一種基于扭轉彈性力的振動系統，其核心原理是通過懸絲的扭轉形變産生回複力矩，驅動擺體做周期性角振動。當擺體繞懸絲軸線旋轉一定角度後釋放，懸絲材料的彈性會使其反向回轉，形成簡諧振動。

從物理公式來看，扭擺的運動遵循角簡諧振動的胡克定律，回複力矩與扭轉角度成正比，即$M=-kappa theta$，其中$kappa$為懸絲的扭轉系數。振動周期可表示為： $$ T=2pi sqrt{frac{I}{kappa}} $$ 式中$I$為擺體的轉動慣量。這一特性使其成為測量物體轉動慣量的精密儀器，美國國家标準技術研究院（NIST）的轉動慣量基準裝置正是基于此原理。

在應用領域，扭擺具有四大核心價值：

1. 材料特性分析：通過測量振動周期推算懸絲的剪切模量，麻省理工學院材料實驗室曾用該方法研究納米纖維力學性能；
2. 基礎物理常數測量：卡文迪許在1798年改進扭擺裝置，首次測得萬有引力常數G，實驗精度達到1%；
3. 精密計時裝置：瑞士制表學校資料顯示，高端機械表的調速機構曾采用鍍金钹青銅扭絲；
4. 地震監測：中國地震局的地殼形變觀測網中，部分台站仍在使用光杠杆配合扭擺的監測系統。

英國國家物理實驗室2023年更新的技術報告指出，現代扭擺裝置已實現$10^{-8} text{N·m}$量級的扭矩分辨率，在空間引力波探測等前沿領域發揮重要作用。

網絡擴展資料

Torsion Pendulum（扭轉擺/扭擺）是一種基于扭轉力矩産生周期性擺動的物理裝置，常見于力學實驗和材料性質測量中。以下是詳細解釋：

1.基本定義

• 核心原理：通過金屬絲、彈簧或其他彈性體的扭轉形變産生恢複力矩，使懸挂物體繞軸周期性擺動。例如，金屬棒受扭後釋放，因彈性恢複力形成往複運動。
• 術語區分：
  • Torsion（扭轉）指物體受扭矩作用産生的角形變，與Torque（扭矩，施加的力對轉軸的矩）不同，前者強調形變結果，後者是力的作用。
  • Pendulum（擺）泛指擺動系統，如鐘擺，此處特指扭轉驅動的擺動。

2.關鍵公式

• 擺動周期：
  $$T = 2pi sqrt{frac{I}{k}}$$
  其中，
  • (I)：物體繞轉軸的轉動慣量；
  • (k)：彈性體的扭轉常數（與材料剛度和幾何形狀相關）。

3.主要應用

• 轉動慣量測量：通過已知(k)和測得的(T)，可計算不規則物體的轉動慣量。
• 材料力學性質分析：如測量金屬棒的切變模量（Shear Modulus），評估材料的抗剪切能力。
• 阻尼振動研究：實驗分析扭擺在空氣阻力或摩擦下的能量耗散特性。

4.其他語境中的含義

• 在舞蹈或文學中，可能比喻為“扭擺的動作”，但物理領域主要指科學儀器。

參考資料

如需進一步了解，可查閱物理學實驗手冊（如的扭擺實驗）或權威詞典（如歐路詞典）。

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