Составители:
Рубрика:
Лабораторная работа №
а
81
Определение момента инерции конструкции методом
физического маятника
Приборы и принадлежности: стойка с металлической
призмой из твёрдого металла, верхнее ребро которой является
осью качания (т. О); конструкция, состоящая из полого
цилиндра, стержня и перемещающегося по стержню шара или
цилиндра; секундомер; измерительная линейка.
1. Теоретическое введение
Физическим маятником называется твердое тело,
совершающее колебания под действием собственной силы
тяжести вокруг оси, не проходящей через центр тяжести тела.
Например, дано тело произвольной формы, имеющее массу
m, которое может вращаться вокруг оси (т. О), не совпадающей с
центром масс (т. С). В положении равновесия центр масс
находится под точкой подвеса маятника, на одной с ней
вертикали (рис. 1). При
отклонении маятника на угол
ϕ
(угол должен быть очень мал, не
более
0
53 −
) составляющая
силы тяжести
F
2
уравновешивается реакцией
оси О, сила F
1
стремится
возвратить маятник в
положение равновесия.
Для малых углов
ϕ
можно
записать:
ϕ
ϕ
mgmgF
−
=
−= sin
1
.
Момент силы, действующий на тело, численно равен:
ϕ
⋅
−
=
=
dgmdFM
1
, (1)
Рис.1
О
С
1
F
2
F
ϕ
Рис. 1
Лабораторная работа № 81а
Определение момента инерции конструкции методом
физического маятника
Приборы и принадлежности: стойка с металлической
призмой из твёрдого металла, верхнее ребро которой является
осью качания (т. О); конструкция, состоящая из полого
цилиндра, стержня и перемещающегося по стержню шара или
цилиндра; секундомер; измерительная линейка.
1. Теоретическое введение
Физическим маятником называется твердое тело,
совершающее колебания под действием собственной силы
тяжести вокруг оси, не проходящей через центр тяжести тела.
Например, дано тело произвольной формы, имеющее массу
m, которое может вращаться вокруг оси (т. О), не совпадающей с
центром масс (т. С). В положении равновесия центр масс
находится под точкой подвеса маятника, на одной с ней
вертикали (рис. 1). При
отклонении маятника на угол ϕ
О
(угол должен быть очень мал, не
ϕ более 3 − 5 0 ) составляющая
силы тяжести
С F2 уравновешивается реакцией
F1
оси О, сила F1 стремится
F2 возвратить маятник в
положение равновесия.
Рис. 1
Для малых углов ϕ можно
записать:
F1 = − mg sin ϕ = − mg ϕ .
Момент силы, действующий на тело, численно равен:
M = F1 d = −m g d ⋅ ϕ , (1)
Рис.1
