Составители:
Рубрика:
151
Рис. 7.7. Маятник Капицы [15]: а) теоретическая модель; мате-
матический маятник длиной L и массой m свободно вращается в
точке подвеса A, которая колеблется вдоль оси y c частотой ω и
амплитудой a. б) Схема прибора для опытов с маятником Капицы;
на оси электромотора (1) от швейной машинки (число о боротов от
4000 до 6000 мин
−1
) эксцентрично насажен шариковый подшип-
ник (2), к обойме которого присоединена тяга (3); она приводит
в колебание рычаг (4), один конец которого вращается в непо-
движной опоре; на другой конец рычага подвешивается стержень
маятника (5) (L ∼ 15 см) так, чтобы он свободно качался (a ∼ 3−4
мм).
Среди состояний равновесия маятника, определяемых из равенства
M
эфф
= 0, есть тривиальное ϕ = 0, соответствующее положению ма-
ятника "вверх ногами". Чтобы это состояние равновесия было устойчи-
вым, необходимо dM
эфф
/dϕ < 0, откуда получаем условие устойчивости:
a
2
ω
2
> 2gl. При выполнении этого условия вертикальное положение ма-
ятника Капицы устойчиво. На опыте это выглядит следующим образом:
“Когда прибор приведен в действие, то стержень маятника ведет себя так,
как будто для него существует особая сила, направленная по оси коле-
бания подвеса. Поскольку частота колебаний подвеса велика, то изобра-
жение стержня маятника воспринимается глазом несколько размытым, и
колебательное движение незаметно. Поэтому явление устойчивости про-
изводит неожиданное впечатление. Если маятнику сообщить толчок в
сторону, то он начинает качаться как обычный маятник... Эти колебания
затухают, и маятник приходит в вертикальное положение” [15].
“Если повернуть прибор так, что маятник колеблется в горизонталь-
ной плоскости, то на движение исключается влияние момента силы тя-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 149
- 150
- 151
- 152
- 153
- …
- следующая ›
- последняя »
