Как установить маятник?

МЕТОД НАСТРОЙКИ МАЯТНИКА ФУКО.

Это практически решение уравнения с 6 неизвестными: уровень катушки, центрирование катушки, уровень подвеса, центрирование крепления проволоки, анизотропия проволоки подвеса и центрирование кольца Шаррона. Измените только один из этих параметров, и маятник будет качаться, не вращаясь. Таким образом, этот метод является логическим руководством к тому, как заставить маятник работать. Но не стоит забывать, что работающий маятник Фуко — это почти чудо. Настройка маятника требует времени и логического мышления. Записывайте каждое изменение, которое вы делаете. Никогда не полагайтесь на удачу или случай, так как они потратят много времени и ничему вас не научат. Вам нужно приручить маятник. Прежде всего, обращайте внимание на положение плоскости колебаний, а не на время, потому что оно может сказать нам гораздо больше.

1) Время, необходимое для регулировки

Это очень сильно зависит от широты, на которой находится маятник. Маятнику в Сингапуре требуется 1 070 часов, чтобы совершить один полный оборот: это время, которое нужно ждать каждый раз, когда вы делаете настройку… На широте Парижа для совершения одного полного оборота требуется 30 часов. Вы можете разделить это время на два, так как маятник снова пройдет тот же путь через 15 часов. Для грубой настройки подождите час, прежде чем увидеть результат. Для окончательной настройки подождите 15 часов. На широте Парижа необходимо провести не менее двух недель.

Первые операции

1) Отрегулируйте общий уровень маятника (спиртовой уровень)
2) Прочно прикрепите маятник к стене. Очень важно, чтобы маятник был идеально устойчив.
3) Проверьте уровень на проволоке на высоте кольца Шаррона (стабилизированный маятник с помощью конуса или динамический маятник с помощью осциллографа).
4) Отрегулируйте уровень электромагнита с помощью спиртового уровня.
5) Визуально отрегулируйте ось катушки по отношению к магниту.
6) Осторожно запустите балансовое колесо

Если все эти операции выполнены по порядку, маятник не должен работать. У вас будет больше шансов с первого раза заставить шариковую ручку балансировать на кончике..

2) Тонкая настройка

1) Формальности для электрической настройки осей и уровней катушки
ВАЖНО: Сначала отсоедините катушку от колебательного контура — Дайте маятнику стабилизироваться до полной неподвижности — Подайте несколько коротких односекундных импульсов с помощью 9-вольтовой батарейки, соблюдая полярность: маятник должен приводиться в движение катушкой, а не притягиваться— Обратите внимание на направление колебаний. — Дайте маятнику снова стабилизироваться. На данный момент мы все еще не знаем, вызвано ли это движение тем, что катушка плохо отцентрирована или не идеально ровная, поскольку обе ошибки вызывают одинаковые эффекты.- Обратите внимание на положение, затем немного передвиньте катушку в направлении первого колебания.- Повторяйте эту операцию столько раз, сколько потребуется, пока маятник не станет устойчивым.- Теперь поверните весь подвес на пол-оборота.- Снова подайте катушку. Маятник должен оставаться стабильным. Если этого не происходит, значит, электромагнит расположен неровно, ось маятника не идеальна или магнит не имеет постоянного магнитного поля на своей поверхности. Обратите внимание, что погнутый магнит и наклоненная катушка могут заставить вас думать, что все в порядке, потому что их влияние отменяет друг друга!
Запустите маятник заново. Если он по-прежнему не работает, не волнуйтесь: это нормально.

3) Найдите проблему
Где она находится: вверху (подвес), внизу (электромагнит) или в проволоке? Чтобы выяснить это, просто слегка измените один из параметров. Лучше всего начать с верхней части.

4) Симптомы и решения
— Маятник всегда качается в той плоскости, в которой он был отправлен, независимо от того, в какую сторону он качается.
Это наихудший вариант развития событий.

— Маятник хорошо стартует, делает эллипс и останавливается
Неправильное центрирование и/или уровень соленоида или подвеса. Проверьте процедуру 1.

— Маятник делает эллипс и движется в любом направлении?
Это уже лучше, но все еще не все потеряно. Проблема, вероятно, находится внизу.

— Маятник всегда остается в одном и том же положении.
Скорее всего, один из уровней неправильный. Чтобы убедиться в этом, поверните всю подвеску в одном направлении и через несколько часов посмотрите, повторяется ли направление движения маятника. Если ничего не происходит, проблема в нижней части. Поверните электромагнит на четверть оборота и посмотрите, что произойдет. По привычке я всегда поворачиваю подвеску примерно на 1/4 оборота по часовой стрелке.

— Маятник движется в правильном направлении, но через несколько часов останавливается.
Наконец-то все начинает становиться интересным. Теперь нам придется следовать порядку, чтобы найти причины проблемы. Прежде всего, если вы не хотите потерять слишком много времени, все изменения должны происходить по часовой стрелке для северного полушария и против часовой стрелки для южного полушария. Всегда плывите по течению. Потому что если вы пойдете против него, то потребуется гораздо больше времени, чтобы увидеть эффект от ваших изменений.

Проблема, вероятно, находится в верхней части. Чтобы выяснить это, поверните весь подвес на четверть оборота после того, как отметите его положение. Маятник должен следовать за движением и стабилизироваться через несколько часов на четверть оборота назад. Если это так, то проблема в верхней части, а не в нижней. Отметьте новое положение и поверните подвеску еще на четверть оборота.

Возможно, в этом случае маятник начнет работать правильно. Если проволока имеет внутреннее натяжение в одном направлении, а подвес не идеально ровный, может оказаться, что достигнуто состояние равновесия и эти две силы уравновешивают друг друга. В этом случае сделанные регулировки не будут действительны для другой проволоки.
Если направление маятника всегда следует за положением подвеса, каким бы оно ни было, значит, проблема (проблемы) находится вверху. Проблема может заключаться в подвесе, проволоке, центрировании проволоки или ее креплении. Чтобы выяснить, в проволоке ли дело, поверните ее на четверть оборота, оставив подвеску неподвижной. Если маятник следует за движением, проблема заключается в проволоке или ее креплении. Возможно, крепление проволоки немного смещено от центра.
Чтобы определить, является ли это неисправностью подвеса, поверните только направляющую нити. Если маятник следует за движением, мы знаем виновника. В этом случае последний сапфир сколот или плохо закреплен. Чтобы выяснить, не в проволочном ли креплении дело, поверните его, не снимая весь подвес. Если ничего не происходит, проблема в нижней части. Вы должны знать, что электромагнит, уровень которого отклоняется даже на 0,2 миллиметра, заставит маятник остановиться. Первый маятник, который я сделал, мог работать только в том случае, если под катушку в очень точной точке подкладывали небольшой лист бумаги. Это нужно для того, чтобы дать представление о важности уровней.

— Маятник вращается в правильном направлении, совершает полные обороты, но делает это дольше, чем должен. Он как будто задерживается на этом пути. Значит, все еще существует небольшая погрешность, противодействующая эффекту вращения Земли. По мере приближения маятник пытается свободно вращаться, как будто он «идет против ветра»
Маятник, действующий таким образом, очень чувствителен, и все может заставить его работать… или остановиться. Поэтому вам нужно точно настроить параметры. С привычками, приобретенными за эти дни, стало легче обнаруживать проблемы.

— Маятник работает хорошо, но в определенном положении образует небольшой эллипс, всегда один и тот же. Может даже случиться так, что этот эллипс станет больше и маятник остановится.
Ось электромагнита немного смещена. Ее нужно перенести перпендикулярно плоскости колебаний маятника. Этот дефект коварен, потому что проблема видна только в течение получаса из полного оборота. И, следовательно, никогда одновременно..

5) Маятник работает идеально.

Не трогайте больше ничего. Заставить его работать как следует непросто, но мало что мешает маятнику Фуко, если он правильно настроен. Вам даже не нужно беспокоиться о сквозняках, вибрации земли, магнетизме или других явлениях. Вам даже не нужно беспокоиться о воздушных потоках, вибрациях земли, магнетизме или других явлениях. Все мои маятники без проблем работают в открытой мастерской со сквозняками и проходящими мимо людьми.

Многое написано о помехах, которые влияют на бесперебойную работу маятника Фуко. Самая распространенная ошибка — считать, что эти помехи являются внешними по отношению к маятнику. Часто считается, что магнитное поле Земли, например, нарушает эффект Кориолиса и что при строительстве следует избегать черных металлов. Я тоже так думал, пока не построил маятник с железным балансом, и он прекрасно работал. Если ваш маятник не работает сразу, никогда не ищите другого: вините один из параметров. И всегда помните, что работающий короткий маятник Фуко — это чудо.