Описание экспериментальной установкиВ данной работе проверка основного закона вращательного движения осуществляется с помощью маятника Обербека. Маятник Обербека представляет собой крестовину из четырех стержней, расположенных под углом 90о друг к другу, прикрепленных к цилиндру с осью вращения О (см. рис. 2).
Рис.2 На эту же ось насаживают два шкива с различными диаметрами. На стержни надевают одинаковые грузы m, которые с помощью винтов можно закрепить их на любом расстоянии от оси вращения. Маятник приводится во вращательное движение грузом mо, прикрепленным к концу нити, намотанной на шкив. На груз mо действует сила тяжести P=mg, направленная вертикально вниз, и сила натяжения нити Fн, направленная вдоль нити вверх. Результирующая сила будет направлена вниз. Под действием этой результирующей силы груз будет двигаться равноускоренно с ускорением α. Для всей системы можно записать уравнение: mo α = mog – Fн, где сила натяжения нити Fн=mo(g – α), Сила натяжения нити создает вращающий момент, под действием которого маятник совершает ускоренное вращательное движение. Вращательный момент равен M = mor(g – α), где mo - масса груза, r – радиус шкива, g – ускорение свободного падения, Ускорение находится по формуле: α = где h –высота, с которой падает груз, t – время падения груза. Так как нить сматывается со шкива без скольжения, то линейное ускорение точек поверхности шкива равно ускорению падающего груза. Тогда для углового ускорения шкива имеем: β=
|
,
