四线摆科普展品介绍展品解说词

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资料来源：省科学技术协会

什么是点的复合运动？

点的复合运动是动点对运动物体的相对运动与运动物体上和动点重合之点的牵连运动的合成运动。汽车对地球表面的运动是相对运动，地球绕地心的转动是牵连运动，两者合成汽车。对地心的复合运动；滑块相对摇杆滑动，而摇杆又绕其端轴转动，两者合成滑块的复合运动。飞机甲和飞机乙都在对地面运动，飞机甲对飞机乙的运动即是相对运动。

什么是四线摆？

四线摆是一种复合摆，平台由四根摆线悬挂起来，因此称为四线摆。当我们试着推动平台使他开始摆动时，被固定好的笔就会在铺于台面上的纸上留下美丽的图案，这个美丽的图案其实就是平台的运动轨迹。我们大家可以想象一下，当平台从原来的位置移开时，四条摆线会尽力的拉着平台摆回来，这之间相互作用的轨迹是一条连续变化的曲线，而由于摩擦力的作用，四线摆摆动时的幅度会逐渐的减小，直至停下来。

那这条变化的曲线是什么呢？我们将它称作简谐波的波纹曲线。复合摆的平台被4根吊绳吊起，摆动时4根吊绳相互牵制，产生相位不同的振幅和频率，其运动轨迹是一种复合振动的轨迹。每次摆动时因初始的相位不同，会产生不同的振幅和频率。它所画出的图案复杂，结果不可预测。

四线摆画出的曲线记录了点的复合运动。速度合成定理和加速度合成定理绝对速度与相对速度、牵连速度之间有依存关系，即动点的绝对速度等于它的相对速度和牵连速度的矢量和。科普展品生产厂家北京定致提示大家任何复杂运动是由简单运动复合而成的。最简单的运动是平动和转动。用螺丝刀拧紧螺丝，就是向紧的方向的平动和拧螺丝刀的转的合成。行驶中汽车轮子的运动，也是车轮前进的平动和转动的合成。地球绕太阳的运动，也是平动和转动的合成。一些复合武器也是复合运动。

四线摆有什么应用？

有一种地震测量仪就应用了四线摆的原理。

我们知道地震的颤动由三种以上形式的地震波运动组成，它们以不同的速度通过地壳。地震波向不同的方向运动，首先是纵向运动的地震波，其次是横向运动的地震波，长波沿着地球表面运动。长波运动速度较慢，但运动范围广，它造成了我们所见到的一切地震灾难。

年在日本工作的英国地震学家米尔恩等人制成了摆式地震仪。方法是把一枚坠子（摆）挂在长约1.5米的水平吊杆上，吊杆可像门一样自由横转，地面移动时坠子由于惯性趋向静止，因而相对地面运动。

米尔恩的地震仪后来发展成一种现代地震仪，由三台仪器组成，其中两台分别记录地壳东西和南北的水平运动，第三台记录上下运动。利用弹簧挂起坠子，地震时能上下运动。

米尔恩之后很多科学家对地震仪器的发展作出贡献。至年间，伯希维茨制成了光记录式水平摆，第一次记录到远震，即在德国波茨坦记录到日本年4月17日地震。日本磊森房吉制成水平摆式地震仪，采用机械杠杆放大，熏烟记录。德国维谢特制成倒立摆式大型水平及垂直向地震仪，提高了放大倍率。科普展品生产厂家北京定致提示大家此类地震仪的主要原理是一个精巧悬挂着的重物，当地震摇撼了仪器的其他部分时，它保持不动。换句话说，这个重物从某一个固定的支柱上悬垂下来，地震期间他不作任何运动。但是，悬挂着它的支柱在运动，而在此重物下方有一张记录图纸与支柱紧紧相连。记录图纸移动时，地震的情况就被与重物相连的针记录在图纸上了。这张记录图纸显示出地震波到达的时间，运动的力量，甚至可以显示出地震波的来向。