Frage:
Warum verletzt meine Küchenuhr nicht die Thermodynamik?
Lorry Laurence mcLarry
2018-02-09 17:15:57 UTC
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Meine Küchenuhr hat ein Pendel, das nur zur Dekoration dient und die Uhr nicht mit Strom versorgt.Der Arm des Pendels hat einen Magneten, der von einem zweiten Magneten abgestoßen wird, der am Uhrenkörper befestigt ist.Die abstoßenden Magnete sind am nächsten, wenn sich das Pendel am tiefsten Punkt befindet.

Wir sind uns alle (hoffentlich) einig, dass ein normales Pendel aufgrund von Reibung irgendwann langsamer wird.Aber ich kann mich ehrlich gesagt nicht erinnern, jemals das Pendel der Uhr in Ruhe gesehen zu haben.

Nach meinen Berechnungen würde der Magnet das Pendel beim Fallen verlangsamen, aber beschleunigen, wenn es auf der anderen Seite nach oben schwingt.Wie würde ein Magnet tatsächlich einen Nettonutzen für das Pendel erzeugen?

Wird das Pendel irgendwann anhalten oder wenn nicht, wie verstößt es nicht gegen die Gesetze der Thermodynamik?

Ich habe einige unnötige Kommentare entfernt und eine Änderung vorgenommen, die ich für notwendig halte, um die Frage viel besser zu machen, ohne die Antworten wirklich ungültig zu machen.
Du hast ein brillantes Mem getötet
Drei antworten:
tfb
2018-02-09 18:59:03 UTC
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Das Pendel wird vom Magneten angetrieben: Der feste Magnet in der Uhr ist eigentlich der Pol eines Elektromagneten, mit dem die Uhr das Pendel antreibt: Die Uhr gibt über den Elektromagneten Energie in das Pendel. Mit ziemlicher Sicherheit "lauscht" die Uhr auf das Pendel, indem sie den induzierten Strom im Elektromagneten beobachtet, und gibt ihm dann einen Tritt, wenn er gerade vorbeigegangen ist (oder zieht ihn alternativ, wenn er sich nähert).


Leute haben Techniken wie diese verwendet, um tatsächlich ein Zeitmesspendel zu fahren (ich nehme an, dieses Pendel hält keine Zeit, sondern nur dekorativ), aber ich glaube, sie sind nicht so gut, wie Sie es erwarten würden, weil das Pendel ist effektiv nicht sehr "frei". "Frei" ist ein Kunstbegriff im Pendeluhrdesign, der sich im Wesentlichen darauf bezieht, wie stark das Pendel durch den Mechanismus gestört wird, der es antreibt und / oder Schwingungen zählt, mit dem Ziel, Pendel herzustellen, die so wenig wie möglich gestört werden. Die ultimative Grenze hierfür sind Uhren, bei denen es zwei Pendel gibt: eines, das die Zeit hält, und das andere, das Sekunden zählt, um zu entscheiden, wann das gute Pendel getreten werden soll (und der Trittmechanismus synchronisiert auch das sekundäre Pendel), die als "freies Pendel" bezeichnet werden. Uhren.

Eine Grundschule, die ich besuchte, hatte ein antikes Synchronuhrsystem: Die Wanduhren in den Klassenzimmern waren alle "Repeater", angetrieben von einer Hauptuhr im Büro.Die Hauptuhr war eine große Gehäuseuhr (Standuhr), die einen elektrischen Antrieb verwendete, wie Sie es beschrieben haben.Ein Elektromagnet trieb das Pendel an, das dann die Zeitmessung über einen Ratschenmechanismus antrieb.
@jameslarge: Ich besitze eine Hauptuhr für ein solches System (obwohl meine eine sogenannte "Schwerkraftarm" -Hemmung verwendet, die elektrisch zurückgesetzt wird, aber tatsächlich von der Schwerkraft angetrieben wird.
Ein Beispiel für ein solches Zeitmessgerät ist das [Shortt-Pendel] (https://en.wikipedia.org/wiki/Shortt%E2%80%93Synchronome_clock).
@MassimoOrtolano: ja.Wenn ich Herrscher der Welt werde, werde ich einen von ihnen erhalten, weil sie nur erstaunliche technische Details sind.
@tfb Das ist eine interessante Voraussetzung, um eine ...
Oscar Bravo
2018-02-09 20:04:33 UTC
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Um die Frage direkt zu beantworten - Nein. Ihre Uhr verstößt nicht gegen die Gesetze der Thermodynamik.

Wenn (wie Sie vermuten) das Pendel rein dekorativ ist, ist der feste Magnet, wie tfb feststellt, ein Elektromagnet, der von einem oszillierenden Strom angetrieben wird. Dies liefert ein oszillierendes Feld, um das Pendel in Phase mit seinem Schwung zu treten; Genauso wie ein Vater sein Kind im Park schwingen lässt. Nichts weiter.

In einer Randnotiz erwähnen Sie, dass das Pendel die Uhr nicht "antreibt"; Es ist erwähnenswert, dass Pendel never Power Clocks. Bei einer klassischen alten Standuhr wird die Kraft durch absteigende Gewichte oder eine Spiralfeder geliefert, die aufgewickelt werden muss. Beim Abwickeln liefert es ein Drehmoment zum Drehen des Uhrwerks. Der Zweck des Pendels besteht darin, die Geschwindigkeit zu regulieren, mit der sich der Mechanismus dreht. Dies geschieht durch eine Hemmung - ein geniales kleines Widget, das die Energie in regulären Paketen freisetzt. Hier ist ein einfaches Beispiel:

An image of an escapement in action as seem on Wikipedia.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Anchor_escapement_animation_217x328px.gif sup>

Die Hemmung gibt dem Pendel bei jedem Tick (oder Token) einen kleinen Tritt, wodurch sichergestellt wird, dass es weiter schwingt.

"Es ist erwähnenswert, dass Pendel niemals Uhren antreiben." Nun, theoretisch könnte eine Uhr sein."In einer klassischen alten Standuhr wird der Strom von einer Schraubenfeder geliefert, die häufig aufgewickelt wird."Nein, im Allgemeinen kommt die Kraft von Gewichten, die langsam abfallen.Tatsächlich war das lange Gehäuse einer Standuhr ursprünglich für diese Gewichte ausgelegt.
@Acccumulation wollte das gerade posten.Federn, iirc, geben im Laufe ihres Lebens uneinheitliche Mengen an Kraft.Wir haben viele Standuhren, und ich denke, nur eine ist federbetrieben.Sie sind nicht unbekannt, aber sicherlich nicht die Norm.
@Carcigenicate Gute federgetriebene Uhren haben sogenannte Sicherungen, deren Zweck es ist, die Kraft aus der Feder auszugleichen.Gewichtsgetriebene Uhren, wie die meisten Standuhren, benötigen diese nicht.
"[Das Pendel] wird von einem oszillierenden Magnetfeld des festen Magneten angetrieben."Wenn es von einem festen Magneten angetrieben wird, dann ist das eine Perpetual-Motion-Maschine.Der Punkt ist, dass es ein Elektromagnet ist.
@DavidRicherby bedeuten fest im Gegensatz zu dem, der sich auf dem Pendel bewegt.Im Raum fixiert, nicht in magnetischer Stärke.
Vielen Dank für die hilfreichen Kommentare an alle.Ich habe die Antwort bearbeitet, um Unklarheiten zu beseitigen.
Chris Thompson
2018-02-17 23:43:39 UTC
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Das Gewicht und die Länge des Pendels regulieren zusammen die Schwenkdauer oder "Geschwindigkeit" des Uhrwerks.Die Energie Ihrer Uhr wird durch Batteriestrom bereitgestellt.Ein Teil dieser Energie wird auch verwendet, um das Elektromagnetische des Pendels "anzutreiben".Da die Schwingenergie des Pendels bei jedem Schwingen von der Batterie bereitgestellt wird, arbeitet Ihre Uhr im Hinblick auf die Gesetze der Thermodynamik harmonisch.



Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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